攪拌摩擦焊作為新興的焊接工藝,因其環(huán)保與焊后變形量較小等優(yōu)勢(shì),在現(xiàn)代軌道交通制造中得到廣泛應(yīng)用。鋁合金地板是地鐵構(gòu)件中對(duì)平整度要求較高的大型結(jié)構(gòu),在傳統(tǒng)生產(chǎn)中常采用MIG焊進(jìn)行生產(chǎn)制造。但因MIG焊存在著生產(chǎn)效率較低,且焊后變形量較大等問(wèn)題,近年來(lái)逐漸采用攪拌摩擦焊進(jìn)行鋁合金地板生產(chǎn)制造。雖然攪拌摩擦焊在變形控制上與傳統(tǒng)弧焊相比有著一定優(yōu)勢(shì),但在焊接過(guò)程中仍存在著局部不均勻加熱過(guò)程,并帶來(lái)焊后變形問(wèn)題,如何進(jìn)一步優(yōu)化工藝,來(lái)更有效地控制焊接變形成為生產(chǎn)中的重中之重。本文基于數(shù)值仿真方法,研究了地鐵鋁合金地板攪拌摩擦焊焊接變形規(guī)律,以及面向變形控制的焊接工藝優(yōu)化方案,為某型號(hào)地板攪拌摩擦焊焊接變形控制提供了理論與技術(shù)支持。首先,分別建立了 6005A-T6鋁合金地鐵地板攪拌摩擦焊的局部與整體有限元模型。在建立的組合熱源數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,采用順序熱力耦合方法,對(duì)典型地板局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維熱彈塑性有限元分析,提取結(jié)果并計(jì)算收縮應(yīng)變;然后利用收縮應(yīng)變法對(duì)地鐵整體鋁合金模型進(jìn)行彈塑性計(jì)算,得到地鐵地板結(jié)構(gòu)的焊接變形結(jié)果。之后將數(shù)值仿真與實(shí)際測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了分析對(duì)比,結(jié)果表明:模擬計(jì)算得到的焊接變形趨勢(shì)... 

【文章來(lái)源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＦＳＷ技術(shù)示意圖［４］??Ｆｉｇ．?１．１?Ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＦＳＷ?ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ??

??大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???Ｏ?……????廣一．心—?Ｌｏｗ?ｎ，ｓｂ??ｗ〈?／＾??Ｈｉ〇ｈ?ｎ＾ｓｉｉ??Ｋ?，；＼?Ｊ?，Ｒｉｂｈ‘’＂＇１，、ｈ，??Ｅｈ?二．＾‘．．．．?ｕｉｉ??圖１．２根部未熔合?圖１．３飛邊缺陷??Ｆｉｇ．?１．２?Ｒｏｏｔ?ｎｏｔ?ｆｕｓｅｄ?Ｆｉｇ．?１．３?Ｆｌａｓｈ?ｄｅｆｅｃｔ??Ｗｉｌｌｉａｍ?Ｊ．?Ａｒｂｅｇａｓｔ［３４］等人建立了基于耦合歐拉拉格朗日方法的攪拌摩擦焊三維耦??合熱機(jī)械有限元模型。通過(guò)將預(yù)估的焊接溫度、焊縫區(qū)域形狀和缺陷尺寸與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的??比較，驗(yàn)證了該模型的有效性。結(jié)果表明，模擬焊接溫度與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有較高的吻合度。??該模型還可以較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)焊縫的塑性區(qū)形狀與焊縫中存在的空洞狀缺陷，但高估了缺??陷的尺寸大校該模型還針對(duì)焊接工藝參數(shù)與刀具形狀對(duì)ＦＳＷ的影響展開(kāi)研宄，結(jié)果??表明，當(dāng)焊接速度較低或者攪拌頭轉(zhuǎn)速較高時(shí)，有利于控制焊接產(chǎn)生的空洞狀缺陷。此??夕卜，與光滑的攪拌針相比，具有螺紋的攪拌針可以提高材料塑性流動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷??焊接。??Ｍ．?Ｈｏｓｓｆｅｌｄ＿采用耦合歐拉－拉格朗日（ＣＥＬ）方法對(duì)整個(gè)ＦＳＷ過(guò)程進(jìn)行建模。利用??有限元軟件ＡＢＡＱＵＳ?Ｖ６．１２版本中給出的ＣＥＬ公式，建立了耦合熱力三維有限元模型。??驗(yàn)證了溫度嘗焊縫形成和缺陷形成可能性的計(jì)算結(jié)果。其建立的有限元模型的主要優(yōu)??點(diǎn)是具有較大的變形能力、材料流動(dòng)能力，并可以體現(xiàn)毛刺孔隙形成過(guò)程以及自由表面??跟蹤的能力。同時(shí)也指出在使用庫(kù)侖定律時(shí)，因?yàn)閹?kù)侖定律假設(shè)摩擦力與法向力嚴(yán)格成??正比，與實(shí)際接觸面積無(wú)關(guān)，也與法向力的大小無(wú)

第一章緒論??ＴＬＭＰＭＡＶＯ?＾?－７１■丨??ＩｆＬ＿Ｆ??圖１．４溫度及金相組織檢驗(yàn)??Ｆｉｇ．?１．４?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｎｉｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａｌ?ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ??ｒｉ－：ｉ?ｙ?ＶＡＶ（ｉ?１１?１?－?—????７５％）??ｆｆｌ：？?????■：?〇．〇°?…．一??圖１．５?ＦＳＷ隧道缺陷及金相示意圖??Ｆｉｇ．?１．５?Ｖｏｉｄ?ｆｏｍｉａｔｉｏｎ?ａｔ?ｔｈｅ?ｂｏｔｔｏｍ?ｂｅｈｉｎｄ?ｔｈｅ?ｔｏｏｌ?ａｎｄ?ｎｉｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａｌ?ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ．??■■?ｒ；?．＊■?＼：?－?－?－ｖｊｙ＂－?．．．．．．??．Ｋｆ熱繁�。海海颍颍�，：．＊ｒｒｆ?：：??，—？一、一??－ｋ??丨?、…會(huì)??氣：，＇?ＵｊｉＶ?心??圖１．６速度場(chǎng)矢量圖??Ｆｉｇ．?１．６?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｖｅｃｔｏｒｓ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ??１．２．２．３攪拌摩擦焊應(yīng)力變形研究進(jìn)展??在傳統(tǒng)熔焊過(guò)程中，由于材料局部受不均勻的加熱過(guò)程和工裝夾具對(duì)其的約束作用，??焊縫及周?chē)鷧^(qū)域會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，而攪拌摩擦焊也會(huì)存在此類(lèi)問(wèn)題。一??般認(rèn)為，ＦＳＷ焊接殘余應(yīng)力是材料在摩擦攪拌、溫度變化、材料固態(tài)過(guò)程中產(chǎn)生的。與??傳統(tǒng)焊接工藝中用于固定零件的夾具相比，ＦＳＷ采用的剛性?shī)A具對(duì)焊接板的約束要高??得多。這些約束在縱向和橫向上都阻礙了熔核與熱影響區(qū)在冷卻過(guò)程中的收縮，從而產(chǎn)??生縱向和橫向應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在對(duì)焊縫后的力學(xué)性能，特別是對(duì)工件的疲勞性能有??很大的影響。因此，研宄ＦＳＷ焊縫的殘余

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]6005A-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭的組織與性能研究[D]. 董鵬.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]鋁合金攪拌摩擦焊熱—力學(xué)過(guò)程仿真與應(yīng)用[D]. 李程錦.大連交通大學(xué) 2017
[2]城軌鋁合金車(chē)體側(cè)墻攪拌摩擦焊技術(shù)研究[D]. 李紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]攪拌摩擦焊溫度場(chǎng)數(shù)值模擬研究[D]. 陳婷.東北大學(xué) 2012
[4]塑性力學(xué)變分原理及其應(yīng)用[D]. 王丁偉.哈爾濱工程大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3294811