Sensitivity analysis of the residual stress state in friction stir welding of high strength aluminum alloy

dc.contributor.authorBachmann, Marcel
dc.contributor.authorRethmeier, Michael
dc.contributor.authorWu, Chuan Song
dc.date.accessioned2020-09-15T15:23:26Z
dc.date.available2020-09-15T15:23:26Z
dc.date.issued2016-01
dc.description.abstractIn this paper, the friction stir welding process was numerically investigated for 6 mm thick aluminum alloy AA2024-T3. The finite element software COMSOL Multiphysics was used to calculate the transient thermal field during welding and the mechanical reaction depending on different mechanical clamping conditions and hardening models subsequently. A thermal pseudo-mechanical (TPM) heat source was implemented. Softening effects of the material due to precipitation hardening dissolution caused by the frictional heat were accounted for. The transient temperature evolution measured by thermocouple elements at various locations was compared to the numerical results. A good agreement was found for the thermal field. A sensitivity study of the mechanical models showed the strong influence of the clamping conditions and the softening model.en
dc.description.abstractIn diesem Artikel wird der Rührreibschweißprozess für 6 mm dicke Bleche aus AA2024-T3 numerisch untersucht. Die Finite-Elemente-Software COMSOL Multiphysics wurde eingesetzt, um sowohl das transiente Temperaturfeld während des Schweißvorgangs, als auch die entstehenden mechanischen Spannungen für verschiedene Einspannbedingungen und Verfestigungsmodelle zu berechnen. Dabei wurde eine thermo-pseudo-mechanische (TPM) Wärmequelle genutzt. Entfestigungseffekte des Materials, verursacht durch die Reibwärme bedingte Auflösung der Ausscheidungshärtung beim Rührreibschweißen, wurden berücksichtigt. Die transiente Wärmeausbildung wurde mittels Thermoelementen an verschiedenen Positionen gemessen und mit den numerisch ermittelten Werten verglichen. Dabei wurde eine gute Übereinstimmung für das Temperaturfeld erzielt. Eine Sensitivitätsstudie der genutzten mechanischen Modelle zeigt den starken Einfluss der Einspannbedingungen sowie der Entfestigung.de
dc.identifier.eissn2195-8572
dc.identifier.issn0025-5300
dc.identifier.urihttps://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/11685
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.14279/depositonce-10573
dc.language.isoenen
dc.rights.urihttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/en
dc.subject.ddc620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeitende
dc.subject.otherfriction stir weldingen
dc.subject.otherfinite element simulationen
dc.subject.otherresidual stressen
dc.subject.otheraluminum alloyen
dc.subject.otherCOMSOL Multiphysicsen
dc.titleSensitivity analysis of the residual stress state in friction stir welding of high strength aluminum alloyen
dc.title.translatedsubtitleSensitivitätsanalyse des Eigenspannungszustandes einer rührreibgeschweißten hochfesten Aluminiumlegierungde
dc.typeArticleen
dc.type.versionacceptedVersionen
dcterms.bibliographicCitation.doi10.3139/120.110809en
dcterms.bibliographicCitation.issue1en
dcterms.bibliographicCitation.journaltitleMaterials Testingen
dcterms.bibliographicCitation.originalpublishernameHanseren
dcterms.bibliographicCitation.originalpublisherplaceMünchenen
dcterms.bibliographicCitation.pageend26en
dcterms.bibliographicCitation.pagestart20en
dcterms.bibliographicCitation.volume58en
tub.accessrights.dnbfreeen
tub.affiliationFak. 5 Verkehrs- und Maschinensysteme::Inst. Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb::FG Fügetechnikde
tub.affiliation.facultyFak. 5 Verkehrs- und Maschinensystemede
tub.affiliation.groupFG Fügetechnikde
tub.affiliation.instituteInst. Werkzeugmaschinen und Fabrikbetriebde
tub.publisher.universityorinstitutionTechnische Universität Berlinen

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