فشل خزان أكسجين سائل مخصص للاستخدام في الفضاء بشكل كارثي أثناء اختبار الضغط الهيدروستاتيكي. أشار التحقيق الأولي إلى وصلة اللحام بالاحتكاك والتقليب (FSW). كشف التحليل الحجمي باستخدام التصوير المقطعي المحوسب، إلى جانب محاكاة الإجهادات في SolidWorks، عن السبب الجذري: شوائب أكسيد الألومنيوم الناتجة عن سرعة دوران غير كافية لأداة اللحام.
تحديد العيوب المجهرية باستخدام VGSTUDIO MAX و GOM Inspect 🔬
بدأت عملية التحقيق الجنائي بمسح ضوئي عالي الدقة بالأشعة السينية لحبة اللحام في VGSTUDIO MAX. سمح هذا البرنامج بتحديد مجموعات من شوائب أكسيد الألومنيوم، التي يبلغ قطرها بضعة ميكرونات فقط، موزعة على طول منطقة التقليب. بعد ذلك، تم تصدير سحابة النقاط إلى GOM Inspect لإجراء تحليل الانحراف الهندسي. أكد الارتباط المباشر بين المناطق ذات التركيز الأعلى للشوائب ومناطق التشوه اللدن الأكبر، التي تم نمذجتها في SolidWorks، أن سرعة الدوران المنخفضة (أقل من 600 دورة في الدقيقة) حالت دون التبديد الصحيح للأكسيد السطحي، مما أدى إلى إضعاف الوصلة.
دروس لمحاكاة الكلال في عمليات FSW ⚙️
تثبت هذه الحالة أن تحليل الكلال لا يمكن أن يقتصر على الخواص الاسمية للمادة. يجب أن تتضمن المحاكاة نماذج للعيوب الحقيقية التي تم الحصول عليها عن طريق المسح ثلاثي الأبعاد. يتيح الجمع بين VGSTUDIO MAX للكشف عن الشوائب و SolidWorks لحساب الإجهادات المتبقية التنبؤ بدقة بنقاط بدء الشقوق في لحامات FSW، مما يحسن المعلمات مثل سرعة الدوران لضمان السلامة الهيكلية في التطبيقات المبردة.
ما هي تقنيات محاكاة الكلال ثلاثية الأبعاد التي تسمح بنمذجة دقيقة لنشوء وانتشار الشقوق الناتجة عن الشوائب في وصلات الألومنيوم FSW للخزانات المبردة تحت ظروف الضغط الهيدروستاتيكي؟
(ملاحظة جانبية: كلال المواد يشبه كلالك بعد 10 ساعات من المحاكاة.)