【摘要】：利用有限元方法建立了Cu-Al超聲焊三維熱—力耦合模型.熱源包括摩擦熱和塑性變形熱,其熱流密度與焊接不同階段材料的振幅相關(guān).焊接過程超聲變軟影響溫度場(chǎng)分布、應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)和齒的嵌入,模擬合理考慮了銅、鋁超聲變軟的數(shù)學(xué)模型.模擬結(jié)果表明,銅和鋁的塊體溫度均低于熔點(diǎn),最高溫度出現(xiàn)在焊頭與銅板的接觸面中心;Cu-Al連接界面最高溫度出現(xiàn)在焊接區(qū)域中心處.同時(shí)也模擬了齒的嵌入,焊接過程中焊頭齒完全嵌入銅表面,但底座齒并未完全嵌入鋁中.與熱電偶測(cè)溫和焊接截面形貌對(duì)比驗(yàn)證表明,模擬結(jié)果與實(shí)際基本吻合,較好地模擬了超聲變軟、熱和力三者之間的作用.
[Abstract]:A three-dimensional thermal-mechanical coupling model of Cu-Al ultrasonic welding is established by using finite element method. The heat source includes friction heat and plastic deformation heat, whose heat flux is related to the amplitude of the materials in different stages of welding. Ultrasonic softening during welding process affects temperature field distribution, stress, strain field and tooth embedding. The mathematical model of ultrasonic softening of copper and aluminum is considered reasonably in the simulation. The simulation results show that the bulk temperature of copper and aluminum is lower than the melting point, and the highest temperature appears at the center of the interface between the welding head and the copper plate, and the maximum temperature of the Cu-Al interface appears at the center of the welding area. At the same time, the embedding of the teeth is simulated. During the welding process, the welding head teeth are completely embedded in the copper surface, but the base teeth are not completely embedded in the aluminum. The comparison with thermocouple temperature measurement and welding cross-section morphology shows that the simulation results are in good agreement with the actual situation, and the effects of ultrasonic softening, heat and force are well simulated.
【作者單位】： 華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51175184)
【分類號(hào)】：TG453.9

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本文編號(hào)：2318891