在鋁合金激光焊接結(jié)構(gòu)中,焊縫的微觀組織形態(tài)對(duì)焊接接頭的性能起著決定性作用,現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)研究手段難以對(duì)其形成過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和定量檢測(cè)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)焊接熔池凝固組織演變進(jìn)行仿真可彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)研究的不足。首先,本文采用元胞自動(dòng)機(jī)(Cellular Automaton,CA)方法,在金屬凝固枝晶生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上,考慮實(shí)際焊接過(guò)程工藝參數(shù)對(duì)微觀組織的影響,構(gòu)建了2060-T8鋁鋰合金激光焊接熔池凝固過(guò)程枝晶生長(zhǎng)微觀-宏觀耦合模型。其中,微觀枝晶生長(zhǎng)CA模型以枝晶尖端溶質(zhì)守恒理論、枝晶生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ),考慮了成分過(guò)冷、非平衡溶質(zhì)再分配等因素,使所建立的模型更能反映實(shí)際焊接凝固結(jié)晶過(guò)程的物理本質(zhì)。其次,基于所建立的焊接熔池凝固枝晶生長(zhǎng)微觀-宏觀耦合模型,對(duì)2060-T8鋁鋰合金激光焊接熔池凝固微觀組織演變進(jìn)行了模擬求解。模擬結(jié)果重現(xiàn)了不同時(shí)刻不同區(qū)域焊接熔池凝固過(guò)程中枝晶生長(zhǎng)形態(tài)演變和溶質(zhì)分布情況。此外,重點(diǎn)關(guān)注了熔池枝晶競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)過(guò)程的模擬求解,并基于求解結(jié)果分析了其生長(zhǎng)形態(tài)特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,對(duì)不同焊接工藝參數(shù)、不同形核數(shù)下的柱狀晶生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了模擬,并分析其對(duì)枝晶生長(zhǎng)形態(tài)的影響規(guī)律。最后,本文設(shè)計(jì)...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1激光焊接原理示意圖

合金因其具有高比強(qiáng)度、低密度、高熱導(dǎo)率、優(yōu)良的耐蝕性能等特性，在航空航著廣泛的應(yīng)用。其中，與傳統(tǒng)牌號(hào)鋁合金相比，鋁鋰合金除了具有高比強(qiáng)度、高以外，還具有更低的密度、更高的彈性模量。特別地，經(jīng)過(guò)性能改善后，鋁鋰合良的低溫性能、超塑性、良好的耐腐蝕性能和焊接性能等優(yōu)點(diǎn)。因此，鋁鋰合金....

圖1.2SUS316HAZ晶粒分布EDM模型模擬結(jié)果

2004年，Mishra和Debroy[35]等人針對(duì)Ti6Al4V鎢極氬弧焊過(guò)程中的熱影響區(qū)晶粒形貌，建立了二維和三維的晶粒演變MC模型，將熱傳導(dǎo)作用和流場(chǎng)作用考慮在內(nèi)，分析了焊接熱輸入對(duì)熱影響區(qū)晶粒分布特征的影響，結(jié)果表明晶粒尺寸與熱循環(huán)并無(wú)關(guān)系。Koseki[....

圖1.3柱狀晶形態(tài)及溶質(zhì)場(chǎng)模擬結(jié)果

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文況基本一致。其中，柱狀晶形態(tài)及溶質(zhì)場(chǎng)分布的模擬結(jié)果如圖.Fallah[47]等人建立了PF-溫度場(chǎng)耦合求解模型，模擬了Ti-N程。模擬結(jié)果顯示，枝晶尺寸沿著焊縫方向變化較大，這一現(xiàn)較好。定向凝固條件下Ti-Nb合金柱狀樹(shù)枝晶生長(zhǎng)形態(tài)模擬結(jié)

圖1.4定向凝固條件下Ti-Nb合金柱狀樹(shù)枝晶生長(zhǎng)形態(tài)

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文況基本一致。其中，柱狀晶形態(tài)及溶質(zhì)場(chǎng)分布的模擬結(jié)果如圖V.Fallah[47]等人建立了PF-溫度場(chǎng)耦合求解模型，模擬了Ti-Nb程。模擬結(jié)果顯示，枝晶尺寸沿著焊縫方向變化較大，這一現(xiàn)較好。定向凝固條件下Ti-Nb合金柱狀樹(shù)枝晶生長(zhǎng)形態(tài)模擬結(jié)....

本文編號(hào)：4018509