Predicción de Distorsiones Causadas por los Procesos de

Predicción de Distorsiones Causadas por los
Procesos de Soldadura en Estructuras de
Automóviles Utilizando el Método Elástico de
Elementos Finitos
En: IMPULSO. México, 2012
Autor: Adán Vega1
1
Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad
Tecnológica de Panamá
Contacto: [email protected]
Resumen: el proceso de soldadura es uno de los
principales métodos de ensamblaje en la
industria automotriz, aeroespacial, naval, entre
otras. Actualmente se han logrado grandes
avances en materias como nuevos procesos,
materiales de aporte y maquinaria especializada,
pero aún existen temas como las distorsiones en
estructuras soldadas que son objeto de
exhaustivas investigaciones. La distorsión como
consecuencia del proceso de soldadura es un
problema inevitable y común. Esta es debido al
ciclo térmico de calentamiento - enfriamiento al
que es sometido el material, generando fuerzas
de expansión – compresión no uniforme a través
de él. Tener la capacidad de predecir la
deformación final de una estructura soldada
aumentaría la calidad de los diseños, ahorraría
los altos costos y tiempo generado en la
corrección de las mismas.
El proceso de soldadura se caracteriza por ser
transitorio no lineal, lo cual requiere altas
capacidades computacionales y tiempo para
poder analizar y predecir deformaciones
mediante los métodos actuales. En este artículo
se propone una metodología que se basa en
introducir fuerzas producidas por deformaciones
plásticas como carga mediante análisis elástico
utilizando elementos finitos, obteniendo
finalmente la distorsión de estructuras soldadas.
Este método reduce el tiempo y recursos
computacionales para el análisis, lo que permite
obtener resultados en un tiempo inferior a diez
veces el que se tardaría los métodos existentes.
Esto es de gran utilidad para los involucrados en
el diseño de todo tipo de vehículos.
Palabras claves: estructuras de vehículos,
distorsiones de soldadura, modelado y
simulación, esfuerzos residuales, ciclo térmico.
Abstract: welding process is one of the most
important
processes
actually used
in
manufacturing of cars, ships, airplanes and other
structures. There have been important advances
in areas such as new welding processes, welding
materials and equipment, but still there are
issues such as distortions in welded structures
that are the subject of extensive research.
Distortion due to the welding process is an
unavoidable and common problem. This is due
to the thermal cycle of heating and cooling
which is submitted the material, generating no
uniform forces of expansion and compression
across the material. Having the ability to predict
the final deformation of a welded structure
would increase the quality of the designs, save
the high costs and time generated in correcting
them. In this article a study on welding
distortion.
Keywords: cars structure, welding distortion,
modeling and simulation, residual stresses,
thermal cycle.