鋁合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性,以及密度小和塑性加工性能強(qiáng)等一系列特性,已廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸?shù)妊b備制造領(lǐng)域。車鉤面板作為高速列車的重要部件,采用鋁合金厚板焊接而成,其焊接質(zhì)量關(guān)乎列車的運(yùn)行安全。然而鋁合金具有強(qiáng)的氧化能力、較大的熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù),焊后易產(chǎn)生變形、殘余應(yīng)力等問題,影響著車鉤面板的裝配與承載能力,進(jìn)而影響材料的疲勞性能,甚至引起整車行駛時(shí)脫軌的隱患。因此,控制變形和殘余應(yīng)力已經(jīng)成為車鉤面板正常使用的重要前提。本文采用數(shù)值仿真的方法,模擬鋁合金車鉤面板MIG焊與攪拌摩擦焊的焊接過程,開展了面向變形控制的焊接工藝和焊接方法優(yōu)化研究。首先,基于熱彈塑性有限元法,建立車鉤面板MIG焊的熱源模型,并通過與實(shí)際接頭的宏觀形貌對(duì)比進(jìn)行校核。在此基礎(chǔ)上,完成車鉤面板MIG焊的焊接過程仿真,得到焊接變形與殘余應(yīng)力場(chǎng)。通過與實(shí)際變形結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性與可行性。針對(duì)其變形控制問題,提出三種不同的反變形工藝優(yōu)化方案。通過對(duì)比計(jì)算結(jié)果選出了最好的反變形方案,可在幾乎不影響車鉤面板殘余應(yīng)力的情況下,最大程度上降低焊接變形,改善車鉤面板的平面度。在上述工作的基礎(chǔ)上,研究了使用攪拌摩擦焊... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 焊接變形的產(chǎn)生與控制
        1.2.1 焊接變形的產(chǎn)生
        1.2.2 焊接變形的控制措施
    1.3 焊接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.1 熔化焊數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.2 攪拌摩擦焊研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 焊接數(shù)值模擬仿真理論
    2.1 焊接溫度場(chǎng)有限元分析理論
    2.2 焊接應(yīng)力和變形分析理論
        2.2.1 熱彈塑性法
        2.2.2 熱力耦合方法
        2.2.3 固有應(yīng)變法
    2.3 本章小結(jié)
第三章 車鉤面板MIG焊接過程建模與仿真
    3.1 車鉤面板的結(jié)構(gòu)與成型工藝
        3.1.1 車鉤面板的幾何結(jié)構(gòu)
        3.1.2 車鉤面板的材料
        3.1.3 車鉤面板的MIG焊接工藝
    3.2 車鉤面板MIG焊接過程有限元建模
        3.2.1 網(wǎng)格模型的建立
        3.2.2 材料模型的建立
        3.2.3 邊界條件的建模
    3.3 焊接熱源溫度場(chǎng)建模與應(yīng)用
        3.3.1 焊接熱源模型的分類
        3.3.2 焊接熱源模型的選擇
        3.3.3 面向?qū)嶋H工程應(yīng)用的熱源簡(jiǎn)化處理
    3.4 車鉤面板的焊接過程仿真結(jié)果分析
        3.4.1 焊接變形情況
        3.4.2 殘余應(yīng)力情況
    3.5 基于反變形的車鉤面板焊接變形控制
        3.5.1 焊接變形與對(duì)比
        3.5.2 殘余應(yīng)力與對(duì)比
    3.6 本章小結(jié)
第四章 車鉤面板FSW焊接過程建模與仿真
    4.1 局部結(jié)構(gòu)的順序熱力耦合有限元分析
        4.1.1 熱源模型
        4.1.2 攪拌頭作用力模型
        4.1.3 局部結(jié)構(gòu)有限元建模
        4.1.4 車鉤面板局部結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果與分析
    4.2 固有應(yīng)變的提取
    4.3 車鉤面板整體有限元模型的建立與FSW焊接變形的仿真分析
        4.3.1 車鉤面板有限元建模
        4.3.2 全尺寸車鉤面板計(jì)算結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 車鉤面板MIG與FSW焊接仿真結(jié)果與工藝特點(diǎn)對(duì)比
    5.1 變形結(jié)果對(duì)比分析
    5.2 殘余等效應(yīng)力結(jié)果對(duì)比分析
    5.3 焊接工藝對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間參與的科研項(xiàng)目
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3659098