Spawanie tarciowo-powietrzne z wykorzystaniem hydrodynamiki cząstek gładkich (SPH) LS-DYNA

Spawanie tarciowo-powietrzne przy użyciu LS-DYNA Hydrodynamika cząstek gładkich (SPH)

Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (FSW)

  • Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (FSW) to proces łączenia w stanie stałym, który tworzy wysokiej jakości spoiny w metalach, głównie aluminium i jego stopach. Obejmuje on obracające się narzędzie, które zagłębia się w złącze między dwoma przedmiotami obrabianymi.
  • Narzędzie generuje ciepło i zmiękcza materiał bez jego topienia. Gdy narzędzie obraca się, miesza i miesza zmiękczony materiał, tworząc połączenie w stanie stałym.
  • FSW ma takie zalety, jak minimalne odkształcenia i możliwość łączenia różnych materiałów.
  • Jest stosowana w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym do produkcji wytrzymałych i niezawodnych komponentów.

Rysunek 1: Proces zgrzewania tarciowego

LS-DYNA Hydrodynamika cząstek gładkich (SPH)

  • Metoda SPH jest lagranżowską techniką numeryczną bez siatki, która może być stosowana do symulacji różnych zjawisk fizycznych z zakresu dynamiki płynów, a także do problemów strukturalnych, które charakteryzują się dużą prędkością i dużymi odkształceniami.
  • Metoda ta dyskretyzuje domenę ciągłą na cząstki, gdzie każda cząstka posiada pewne właściwości, takie jak masa, prędkość i inne istotne zmienne.
  • Podobnie jak metoda MES, metoda SPH rozwiązuje równania zachowania prędkości, ciśnienia i energii.
  • Cząstki te oddziałują ze sobą w oparciu o funkcję wygładzania (funkcja jądra SPH), która określa szybkość zmian wpływu sąsiadujących ze sobą cząstek.

Równania zachowania

Reprezentacja 2D domeny pomocniczej

Funkcja jądra Reprezentacja 2D

  • Poniżej znajdują się animacje ilustrujące symulację zgrzewania tarciowego z przemieszaniem z wykorzystaniem hydrodynamiki cząstek gładkich:

movie_000

Animacja 1: Wynik zgrzewania tarciowego z przemieszaniem

movie_001

Animacja 2: Wynik temperatury zgrzewania tarciowego z przemieszaniem według czasu