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Saldatura per attrito e strappo con l’utilizzo dell’idrodinamica delle particelle lisce (SPH) di LS-DYNA.

Saldatura per attrito con LS-DYNA Idrodinamica delle particelle lisce (SPH)

Saldatura per attrito (FSW)

  • La saldatura per attrito (FSW) è un processo di giunzione allo stato solido che crea saldature di alta qualità nei metalli, principalmente l’alluminio e le sue leghe. Si tratta di un utensile rotante che si immerge nel giunto tra due pezzi.
  • L’utensile genera calore e ammorbidisce il materiale senza fonderlo. Mentre l’utensile ruota, agita e mescola il materiale ammorbidito, formando un legame allo stato solido.
  • La FSW presenta vantaggi come la distorsione minima e la capacità di unire materiali dissimili.
  • Viene utilizzato nell’industria aerospaziale e automobilistica per produrre componenti forti e affidabili.

Figura 1: Processo di saldatura per attrito

LS-DYNA Idrodinamica delle particelle lisce (SPH)

  • Il metodo SPH è una tecnica numerica lagrangiana priva di mesh che può essere utilizzata per simulare diverse fisiche di problemi di fluidodinamica, nonché per problemi strutturali che contengono alta velocità e grandi deformazioni.
  • Questo metodo discretizza il dominio continuo in particelle, dove ogni particella porta con sé alcune proprietà come la massa, la velocità e altre variabili rilevanti.
  • Come il metodo FEM, il metodo SPH risolve le equazioni di conservazione per risolvere la velocità, la pressione e l’energia.
  • Queste particelle interagiscono tra loro in base alla funzione di lisciatura (funzione kernel SPH), che determina il tasso di variazione dell’influenza delle particelle vicine tra loro.

Equazioni di conservazione

Rappresentazione 2D del dominio di supporto

Funzione kernel Rappresentazione 2D

  • Di seguito sono riportate le animazioni che illustrano la simulazione della saldatura per attrito utilizzando l’idrodinamica delle particelle lisce:

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Animazione 1: Risultato della saldatura per attrito

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Animazione 2: Risultato della temperatura di saldatura per attrito in base al tempo


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