Mejorando la Precisión en Simulaciones de Soldadura por Arco: Un Estudio Integral del Modelo de Fuente de Calor Elipsoidal
Autores: Sert, Senol; Nart, Ergun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mejorando la Precisión en Simulaciones de Soldadura por Arco: Un Estudio Integral del Modelo de Fuente de Calor Elipsoidal
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Soldadura por arco
Simulación de elementos finitos
Distribución de temperatura
Fuente de calor elipsoidal
Modelado multifísico
Eficiencia computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La soldadura por arco es un proceso de mitigación multiphísica complejo, y la simulación de elementos finitos relacionada requiere recursos computacionales significativos para el modelado multiphísico con el fin de determinar con precisión las distribuciones de temperatura en problemas de ingeniería. Los ingenieros e investigadores buscan obtener resultados confiables del análisis de elementos finitos mientras minimizan los costos computacionales. Esta investigación estudia extensamente la aplicación de la formulación de fuente de calor elipsoidal convencional para obtener una distribución de temperatura mejorada durante la soldadura por arco para aplicaciones prácticas. El modelo de fuente de calor elipsoidal, que modifica artificialmente el coeficiente de conductividad térmica en el área de la charola de soldadura para simular efectos de agitación, se ha demostrado científicamente válido al comparar sus resultados con los de los análisis multiphísicos de soldadura por arco de COMSOL. Los hallazgos de los análisis de elementos finitos demuestran que los campos de temperatura generados utilizando el enfoque elipsoidal modificado muestran una fuerte concordancia con los obtenidos de las simulaciones multiphísicas, especialmente dentro de las regiones centrales de la charola de soldadura. El método puede implementarse fácilmente en todos los diferentes métodos de soldadura en los que se forma un efecto de agitación ya sea por flujos electromagnéticos o impulsados por flotabilidad en el área de la charola de soldadura. Además, el método ofrece eficiencia computacional sin sacrificar la precisión, lo que lo hace adecuado para aplicaciones industriales donde el modelado multiphísico no es factible, pero se requieren predicciones térmicas y estructurales confiables.
Descripción
La soldadura por arco es un proceso de mitigación multiphísica complejo, y la simulación de elementos finitos relacionada requiere recursos computacionales significativos para el modelado multiphísico con el fin de determinar con precisión las distribuciones de temperatura en problemas de ingeniería. Los ingenieros e investigadores buscan obtener resultados confiables del análisis de elementos finitos mientras minimizan los costos computacionales. Esta investigación estudia extensamente la aplicación de la formulación de fuente de calor elipsoidal convencional para obtener una distribución de temperatura mejorada durante la soldadura por arco para aplicaciones prácticas. El modelo de fuente de calor elipsoidal, que modifica artificialmente el coeficiente de conductividad térmica en el área de la charola de soldadura para simular efectos de agitación, se ha demostrado científicamente válido al comparar sus resultados con los de los análisis multiphísicos de soldadura por arco de COMSOL. Los hallazgos de los análisis de elementos finitos demuestran que los campos de temperatura generados utilizando el enfoque elipsoidal modificado muestran una fuerte concordancia con los obtenidos de las simulaciones multiphísicas, especialmente dentro de las regiones centrales de la charola de soldadura. El método puede implementarse fácilmente en todos los diferentes métodos de soldadura en los que se forma un efecto de agitación ya sea por flujos electromagnéticos o impulsados por flotabilidad en el área de la charola de soldadura. Además, el método ofrece eficiencia computacional sin sacrificar la precisión, lo que lo hace adecuado para aplicaciones industriales donde el modelado multiphísico no es factible, pero se requieren predicciones térmicas y estructurales confiables.