Construcción de un modelo de elementos finitos para el estudio del comportamiento termomecánico de una junta durante el proceso de soldadura por Fricción Rotativa de Control Directo (RFWDD)

Abstract

El presente trabajo describe y evalúa un modelo numérico desarrollado para la simulación del comportamiento termomecánico presente durante el proceso de soldadura de fricción rotativa de control directo (RFWDD). A nivel térmico el modelo considera de forma transitoria en el tiempo los fenómenos de generación de calor por fricción y transferencia de calor sobre las barras que intervienen en el proceso. Adicionalmente, se acopló un modelo mecánico que permite estudiar el comportamiento plástico de la junta al actualizar en el tiempo el esfuerzo de fluencia del material acorde con la evolución del perfil de temperaturas. Además, el modelo mecánico enriquece el modelo de generación de calor y permite considerar el calor generado por deformación. Para validar el modelo construido se simularon tres condiciones de proceso diferentes y se compararon con resultados experimentales reportados en la literatura. Los procesos de validación corresponden a una condición de RFWDD símil de baja deformación, RFWDD símil de alta deformación y RFWDD disímil entre cobre y hierro. (Texto tomado de la fuente)

This research describes and evaluates a numerical model developed for the simulation of the thermomechanical behavior present during the Rotary Friction Welding process operate in Direct-Drive (RFWDD). At a thermal level, the model considers the phenomena of heat generation by friction and heat transfer on the bars that involved in the process in a transitory way over time. Additionally, a mechanical model was used to study the plastic behavior of the joint by updating the yield stress of the material over time according to the evolution of the temperature profile Furthermore, the mechanical model enriches the heat generation model and allows considering the heat generated by deformation. To validate the built model, three different process conditions were simulated and compared with experimental results reported in the literature. The validation processes correspond to a condition of RFWDD-similar low strain, RFWDD-similar high strain and RFWDD-dissimilar between copper and iron.