Resumen

El presente estudio realiza una simulación no lineal explícita por elementos finitos para predecir la distribución de la temperatura y las consiguientes tensiones durante la soldadura por fricción (FSW) de la aleación AA 7075-T651. Se utilizó el software de elementos finitos ABAQUS® para modelar y analizar los pasos del proceso que implican las etapas de inmersión, morada y travesía. Se utilizaron técnicas como la formulación lagrangiano-euleriana arbitraria (ALE), el mallado adaptativo y la característica computacional de escalado de masas para simular los eventos secuenciales durante el proceso de soldadura por fricción y agitación. El contacto entre la herramienta de soldadura y la pieza de trabajo se modeló aplicando el modelo de fricción de Coulomb con un valor de coeficiente de fricción no lineal. Además, el modelo tuvo en cuenta el efecto de las propiedades no lineales de los materiales, así como las condiciones de transferencia de calor, como las pérdidas de calor por convección y la conductancia térmica de contacto entre la pieza de trabajo y la interfaz de la placa de apoyo en el historial térmico. Para validar los resultados del modelo computacional, se llevó a cabo un procedimiento experimental para medir el historial de temperatura en ambos lados de la probeta, así como la fuerza de penetración durante todo el tiempo de proceso. Los resultados obtenidos mostraron que se distinguía una distribución simétrica de la temperatura en toda la anchura de la pieza, lo que implica que la rotación de la herramienta tiene un efecto menor en la distribución final de la temperatura. Además, se distinguió una forma de V asintótica con un valor de temperatura de gradiente alto en la región de la pepita de soldadura después de la inmersión completa. Se evaluaron las tensiones mecánicas y las deformaciones plásticas relacionadas generadas, mientras se lograban las muestras FSW, además de la fuerza de reacción de la herramienta y el calor generado para proteger contra el fallo de la herramienta.

• Materias:Patrón de matriz Simulación híbrida Límite inverso Resistencia a la compresión Fuerzas aerodinámicas
• Subjects:Matrix pattern Hybrid simulation Inverse limit Compressive strength Aerodynamic forces
• Palabras claves:simulación no lineal explícita por elementos finitos, valor de temperatura de gradiente elevado, valor no lineal del coeficiente de fricción, forma asintótica en V, interfaz de la placa de refuerzo, resultados del modelo computacional, distribución final de la temperatura, software de elementos finitos, condiciones de transferencia de calor, propiedades no lineales de los materiales
• Keywords:explicit nonlinear finite element simulation, high gradient temperature value, nonlinear friction coefficient value, asymptotic V shape, backing plate interface, computational model results, final temperature distribution, finite element software, heat transfer conditions, nonlinear material properties