METODOLOGÍA DE MODELACIÓN MEDIANTE ANSYS DE LA HISTORIA TÉRMICA, TENSIONES Y DEFORMACIONES DE SOLDADURA / Modelation Methodology by Means of Ansys of the Welding Thermal History, Stresses and Strains

Juan Pozo Morejón; Jorge García Jacomino; Félix Ramos Morales; Yenei García Rodríguez; Amado Cruz Crespo; Eduardo Díaz Cedré; Alejandro Duff us Scott

Authors

Juan Pozo Morejón Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Facultad de Ingeniería Mecánica. Santa Clara, Villa Clara, CP. 54830
Jorge García Jacomino Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Facultad de Ingeniería Mecánica. Santa Clara, Villa Clara, CP. 54830
Félix Ramos Morales Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Facultad de Ingeniería Mecánica. Santa Clara, Villa Clara, CP. 54830
Yenei García Rodríguez Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Facultad de Ingeniería Mecánica. Santa Clara, Villa Clara, CP. 54830
Amado Cruz Crespo Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Facultad de Ingeniería Mecánica. Santa Clara, Villa Clara, CP. 54830
Eduardo Díaz Cedré Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Facultad de Ingeniería Mecánica. Santa Clara, Villa Clara, CP. 54830
Alejandro Duff us Scott Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Facultad de Ingeniería Mecánica. Santa Clara, Villa Clara, CP. 54830

Keywords:

Soldadura, Modelación, ANSYS, Aluminio, Tensiones, Deformaciones.

Abstract

En este trabajo se presenta una metodología de modelación de la evolución de la historia térmica, tensiones y deformaciones producidas por el proceso de soldadura, mediante el software de elementos finitos de uso general ANSYS Multiphysics versión 9.0. Dicha metodología integra una información que se encuentra dispersa en la literatura, proponiendo variantes que en ocasiones superan lo publicado en trabajos precedentes. La metodología es aplicada exitosamente en la modelación tridimensional de una soldadura GMAW automática sobre chapas de aleación de aluminio al magnesio 5083-O, de amplio empleo en la industria moderna, validándose los resultados que brinda el modelo contra datos experimentales publicados. El estudio permitió establecer que las mejores respuestas, para este tipo de aleación, se obtienen empleando una temperatura de corte igual a la temperatura de sólido del metal, utilizando los modelos de material bilineal sin endurecimiento, o con endurecimiento cinemático, y activando los elementos de la soldadura en el instante en que sobre ellos se encuentra la fuente de calor en ambas corridas térmica y mecánica.

ABSTRACT

A modeling methodology of the evolution of thermal history, stresses and strains due to the welding process, using the general purpose finite elements software ANSYS Multiphysics release 9.0, is exposed. This methodology integrates existing information and new variants that, in occasions, provide better results than those previously published results. This methodology was applied to the three-dimensional modeling of automatic GMAW on 5083-O aluminum - magnesium alloy plates, which are frequently employed in the modern industry. Model results were validated against published experimental dates. The study allowed to define that for this alloy type the best results are obtain using a cut-off temperature similar to the metal solid temperature, employing the bilinear material models without hardening or using kinematics hardening, and activating welding elements when thermal source is right over them, during both thermal and mechanic races.Keywords: Welding, Modeling, ANSYS, Aluminum, Stress, Strains.