Modelado por elementos finitos del proceso de deposición dirigida de energía como alternativa para la manufactura aditiva de sistemas de escape

Abstract

En este estudio, la zona afecta por el calor de un proceso de soldadura, es analizada con una malla de elementos finitos en la meso escala para determinar como la distribución de granos afecta el comportamiento térmico y mecánico después del ciclo de enfriamiento. La meso estructura es creada utilizando una técnica de procesamiento de imágenes donde una imagen bidimensional en blanco y negro es usada para genera una capa de un elemento de ancho que es replicada consecutivamente para formar una malla tridimensional de elementos finitos. El código de DREAM.3D para la meso estructura digital es acoplado con el código de ABAQUS utilizando programas de MATLAB y LABVIEW para definir condiciones de borde apropiadas y propiedades de materiales específicos a los diferentes grupos de elementos. Para trabajar con un modelo del material adecuado, se definen diferentes propiedades para el substrato (acero SAE-AISI 1524), para el depósito (aleación de níquel-cromo Inconel 718) y sus granos en el borde. Este modelo de material es acoplado con un modelo termo mecánico desarrollado en un trabajo anterior para obtener la distribución de temperatura y esfuerzo en la interfaz entre el substrato y el depósito. Los efectos de la soldadura en el material son usados como una analogía a un proceso más complejo de manufactura aditiva