Un serbatoio di ossigeno liquido per uso aerospaziale ha ceduto catastroficamente durante un test di pressione idrostatica. L'indagine iniziale ha puntato al giunto saldato per attrito e agitazione (FSW). L'analisi volumetrica tramite tomografia computerizzata, combinata con la simulazione delle tensioni in SolidWorks, ha rivelato la causa principale: inclusioni di ossido di alluminio generate da una velocità di rotazione insufficiente dell'utensile di saldatura.
Localizzazione di difetti microscopici con VGSTUDIO MAX e GOM Inspect 🔬
Il processo forense è iniziato con una scansione a raggi X ad alta risoluzione del cordone di saldatura in VGSTUDIO MAX. Questo software ha permesso di identificare cluster di inclusioni di ossido di alluminio, di appena micron di diametro, distribuite lungo la zona di agitazione. Successivamente, la nuvola di punti è stata esportata in GOM Inspect per eseguire un'analisi di deviazione geometrica. La correlazione diretta tra le zone con maggiore concentrazione di inclusioni e le regioni di maggiore deformazione plastica, modellate in SolidWorks, ha confermato che la bassa velocità di rotazione (inferiore a 600 RPM) ha impedito la corretta dissipazione dell'ossido superficiale, fragilizzando il giunto.
Lezioni per la simulazione a fatica nei processi FSW ⚙️
Questo caso dimostra che l'analisi a fatica non può limitarsi alle proprietà nominali del materiale. La simulazione deve incorporare modelli di difetti reali ottenuti tramite scansione 3D. La combinazione di VGSTUDIO MAX per la rilevazione delle inclusioni e SolidWorks per il calcolo delle tensioni residue consente di prevedere con precisione i punti di innesco delle cricche nelle saldature FSW, ottimizzando parametri come la velocità di rotazione per garantire l'integrità strutturale in applicazioni criogeniche.
Quali tecniche di simulazione a fatica in 3D permettono di modellare con precisione la nucleazione e la propagazione delle cricche a partire da inclusioni in giunti FSW di alluminio per serbatoi criogenici in condizioni di pressione idrostatica?
(PS: La fatica dei materiali è come la tua dopo 10 ore di simulazione.)