Soldadura por fricción-agitación utilizando la hidrodinámica de partículas lisas (SPH) de LS-DYNA

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Soldadura por fricción-agitación con LS-DYNA Hidrodinámica de partículas lisas (SPH)

Soldadura por fricción (FSW)

• La soldadura por fricción (FSW) es un proceso de unión en estado sólido que crea soldaduras de alta calidad en metales, principalmente aluminio y sus aleaciones. Implica una herramienta giratoria que se sumerge en la unión entre dos piezas de trabajo.
• La herramienta genera calor y ablanda el material sin fundirlo. Al girar, la herramienta agita y mezcla el material reblandecido, formando una unión en estado sólido.
• La FSW tiene ventajas como una distorsión mínima y la capacidad de unir materiales disímiles.
• Se utiliza en las industrias aeroespacial y del automóvil para fabricar componentes resistentes y fiables.

Figura 1: Proceso de soldadura por fricción

LS-DYNA Hidrodinámica de partículas lisas (SPH)

• El método SPH es una técnica numérica lagrangiana sin malla que puede utilizarse para simular diferentes físicas a partir de problemas de dinámica de fluidos, así como para problemas estructurales que contengan alta velocidad y grandes deformaciones.
• Este método discretiza el dominio del continuo en partículas, donde cada partícula conlleva ciertas propiedades como masa, velocidad y otras variables relevantes.
• Al igual que el método MEF, el método SPH resuelve ecuaciones de conservación para resolver la velocidad, la presión y la energía.
• Estas partículas interactúan entre sí basándose en la función de suavizado (función kernel SPH), que determina la tasa de cambio de influencia de las partículas vecinas entre sí.

• A continuación se muestran animaciones que ilustran la simulación de la soldadura por agitación por fricción utilizando la hidrodinámica de partículas lisas:

Animación 1: Resultado de la soldadura por fricción-agitación

Animación 2: Resultado de la temperatura de la soldadura por fricción en función del tiempo

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