Сварка трением с использованием гидродинамики гладких частиц (SPH) LS-DYNA

Сварка трением с использованием LS-DYNA Гидродинамика гладких частиц (SPH)

Сварка трением (FSW)

• Сварка трением с перемешиванием (FSW) — это процесс соединения в твердом состоянии, который позволяет создавать высококачественные сварные швы в металлах, в первую очередь в алюминии и его сплавах. Он включает в себя вращающийся инструмент, который погружается в шов между двумя заготовками.
• Инструмент выделяет тепло и размягчает материал, не расплавляя его. При вращении инструмент перемешивает размягченный материал, образуя твердое соединение.
• FSW имеет такие преимущества, как минимальное искажение и возможность соединять разнородные материалы.
• Она используется в аэрокосмической и автомобильной промышленности для производства прочных и надежных компонентов.

Рисунок 1: Процесс сварки трением

LS-DYNA Гидродинамика гладких частиц (SPH)

• Метод SPH — это безсеточный численный метод Лагранжа, который может быть использован для моделирования различных физических явлений в задачах гидродинамики, а также для структурных задач, содержащих высокие скорости и большие деформации.
• Этот метод дискретизирует континуальную область на частицы, где каждая частица обладает определенными свойствами, такими как масса, скорость и другие соответствующие переменные.
• Как и в методе МКЭ, в методе SPH решаются уравнения сохранения для скорости, давления и энергии.
• Эти частицы взаимодействуют друг с другом на основе сглаживающей функции (SPH kernel function), которая определяет скорость изменения влияния соседних частиц друг на друга.

• Ниже приведены анимации, иллюстрирующие моделирование сварки трением с перемешиванием с использованием гидродинамики гладких частиц:

Анимация 1: Результат сварки трением

Анимация 2: Результат температуры сварки трением по времени