Soldagem por fricção e agitação usando LS-DYNA Smooth Particle Hydrodynamics (SPH)
Soldagem por Fricção (FSW)
- A soldagem por fricção (FSW) é um processo de união em estado sólido que cria soldas de alta qualidade em metais, principalmente alumínio e suas ligas. Ele envolve uma ferramenta rotativa que mergulha na junta entre duas peças de trabalho.
- A ferramenta gera calor e amolece o material sem derretê-lo. À medida que a ferramenta gira, ela agita e mistura o material amolecido, formando uma ligação em estado sólido.
- A FSW tem vantagens como distorção mínima e a capacidade de unir materiais diferentes.
- Ela é usada nos setores aeroespacial e automotivo para fabricar componentes resistentes e confiáveis.
Figura 1: Processo de soldagem por fricção
LS-DYNA Smooth Particle Hydrodynamics (SPH)
- O método SPH é uma técnica numérica Lagrangiana sem malha que pode ser usada para simular diferentes físicas de problemas de dinâmica de fluidos, bem como para problemas estruturais que contêm alta velocidade e grande deformação.
- Esse método discretiza o domínio contínuo em partículas, onde cada partícula carrega certas propriedades como massa, velocidade e outras variáveis relevantes.
- Assim como o método FEM, o método SPH resolve as equações de conservação para solucionar a velocidade, a pressão e a energia.
- Essas partículas interagem umas com as outras com base na função de suavização (função kernel SPH), que determina a taxa de alteração da influência das partículas vizinhas umas nas outras.
Equações de conservação |
Representação 2D do domínio de suporte |
Representação 2D da função Kernel |
- Abaixo estão as animações que ilustram a simulação de soldagem por fricção utilizando a Smooth Particle Hydrodynamics:
Animação 1: Resultado da soldagem por fricção
Animação 2: Resultado da temperatura da solda por fricção por tempo