O método dos elementos finitos na simulação de operações de soldagem
A soldagem é o processo de união de
metais mais amplamente utilizado na indústria.
Tal popularidade é justificada pela versatilidade,
variedade de processos disponíveis, excelente
qualidade estrutural de elementos soldados,
entre outros fatores. A complexidade da
multifísica termoestrutural relacionada à
realização de operações de soldagem dificulta
o tratamento analítico para a predição do ciclo
térmico e do nível de tensões residuais na
peça de trabalho, sendo esse último um fator
preponderante à ocorrência de trincas de
hidrogênio e redução da vida sob fadiga. Dessa
forma, a simulação numérica da soldagem
através do Método dos Elementos Finitos (MEF)
se apresenta como alternativa atrativa à análise
da soldagem e seus efeitos nos componentes
nos quais ela é realizada. O presente trabalho
busca descrever a metodologia básica para
a simulação de operações de soldagem pelo
MEF, bem como apresentar a aplicação do
método na simulação da soldagem em um
componente estrutural a partir do software
comercial ANSYS. Os resultados numéricos
apresentam boa acurácia em comparação aos
resultados experimentais, validando assim o
uso do método para a aplicação em questão.
O método dos elementos finitos na simulação de operações de soldagem
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DOI: 10.22533/at.ed.48719050411
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Palavras-chave: soldagem; método dos elementos finitos; tensões residuais;
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Keywords: welding; finite element method; residual stresses
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Abstract:
Welding is the most widely used
process for joining metals. Such popularity is
justified by the versatility, variety of processes
available, excellent structural quality of welded
elements, among other factors. The complexity
of the thermo-structural multi-physics related
to the welding operations makes the analytical
treatment for the prediction of the thermal
cycle and the level of residual stresses in the
workpiece difficult, being the later a dominant
factor to the occurrence of hydrogen cracks
and reduction of life under fatigue. Thus, the
numerical simulation of welding through the
Finite Element Method (MEF) presents itself
as an attractive alternative to welding analysis
and its effects on the components in which it is
performed. The present work seeks to describe
the basic methodology for the simulation of
welding operations by the MEF, as well as to
present the application of the method in the
simulation of welding in a structural component
from commercial software ANSYS. The
numerical results presented good accuracy in
comparison to the experimental results, thus
validating the use of the method for the application in question.
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Número de páginas: 15
- Marcelo Cavalcanti Rodrigues
- Heitor Abdias da Silva Pereira
