LS-DYNA 평활 입자 유체 역학(SPH)을 사용한 마찰 교반 용접

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LS-DYNA를 사용한 마찰 교반 용접 매끄러운 입자 유체역학 (SPH)

마찰 교반 용접(FSW)

  • 마찰 교반 용접(FSW)은 주로 알루미늄 및 그 합금과 같은 금속에 고품질 용접을 생성하는 고체 접합 공정입니다. 두 공작물 사이의 접합부에 회전하는 공구를 사용합니다.
  • 이 도구는 열을 발생시켜 재료를 녹이지 않고 부드럽게 만듭니다. 공구가 회전하면서 연화된 재료를 교반하고 혼합하여 고체 상태의 결합을 형성합니다.
  • FSW는 왜곡을 최소화하고 서로 다른 재료를 접합할 수 있는 등의 장점이 있습니다.
  • 항공우주 및 자동차 산업에서 견고하고 신뢰할 수 있는 부품을 제조하는 데 사용됩니다.

그림 1: 마찰 용접 공정

LS-DYNA 매끄러운 입자 유체 역학 (SPH)

  • SPH 방법은 유체 역학 문제뿐만 아니라 빠른 속도와 큰 변형을 포함하는 구조 문제 등 다양한 물리학을 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있는 라그랑지안 메시 없는 수치 기법입니다.
  • 이 방법은 연속체 영역을 입자로 이산화하며, 각 입자는 질량, 속도 및 기타 관련 변수와 같은 특정 속성을 갖습니다.
  • SPH 방법은 FEM 방법과 마찬가지로 보존 방정식을 풀어서 속도, 압력, 에너지를 계산합니다.
  • 이러한 입자는 서로 영향을 주고받는 입자의 변화 속도를 결정하는 평활 함수(SPH 커널 함수)를 기반으로 서로 상호작용합니다.

보존 방정식

도메인 2D 표현 지원

커널 기능 2D 표현

  • 아래는 스무스 파티클 유체역학을 활용한 마찰 교반 용접 시뮬레이션을 설명하는 애니메이션입니다:

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애니메이션 1: 마찰 교반 용접 결과

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애니메이션 2: 시간별 마찰 교반 용접 온도 결과


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