焊接是一種先進(jìn)的制造技術(shù),它在加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。與碳鋼材料相比,鋁合金的熱物理性能和力學(xué)性能明顯不同,由于鋁合金的線膨脹系數(shù)約為碳鋼的2倍,熱傳導(dǎo)率約為碳鋼的4⁵倍,彈性模量約為碳鋼的1/3,高溫屈服強(qiáng)度相對(duì)較低。正是這些材料性能的不同,使得鋁合金在焊接過程中更容易產(chǎn)生焊接變形。特別是大型復(fù)雜的鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件,由于影響焊接變形的因素錯(cuò)綜復(fù)雜,如何通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和焊接工藝優(yōu)化來減小和控制其焊接變形具有重要意義。因此,基于以上背景和現(xiàn)狀,為了能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大型鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的焊接變形,建立一種計(jì)算鋁合金典型焊接接頭固有變形的方法,是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)固有應(yīng)變法在大型焊接結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用,為快速準(zhǔn)確預(yù)測(cè)焊接工程結(jié)構(gòu)件焊接變形提供依據(jù)。在本研究中,針對(duì)鋁合金薄板在焊接過程中容易產(chǎn)生屈曲變形的問題,研究了借助于切斷法和逆解析法相結(jié)合的方法來獲取固有變形的新方法。為了驗(yàn)證研究方法的科學(xué)性和妥當(dāng)性,本文以TIG重熔和MIG鋁合金薄板為例,對(duì)開發(fā)的方法進(jìn)行了理論的總結(jié)和計(jì)算結(jié)果的分析。研究表明:盡管TIG重熔和MIG鋁合金薄板焊后呈現(xiàn)不同的變形特征,本論文提出的方法都能獲得較為精確... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三根棒模型

12學(xué)模型進(jìn)行構(gòu)建，為了理解和再現(xiàn)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下焊縫方向的力學(xué)現(xiàn)象,設(shè)置約束無限大的狀態(tài)，如圖2-1的模型，可移動(dòng)的剛體壁被固定，只對(duì)棒c進(jìn)行加熱和冷卻。對(duì)其進(jìn)行熱彈塑性研究解析，并滿足基本關(guān)系：位移與應(yīng)變的關(guān)系；應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系；應(yīng)力平衡條件；邊界條件。圖2-1三根棒模型圖2-2加熱路徑示意圖對(duì)棒c從0℃加熱到溫度，產(chǎn)生的塑性應(yīng)變?cè)诩訜徇^程，冷卻過程中是不同的，則固有應(yīng)變不一樣。加熱路徑如圖2-2所示，根據(jù)棒c的屈服溫度可以把加熱過程分為以下三類：①低溫加熱（路徑①：0℃→≦→0℃）；②中溫加熱（路徑②：0℃→≦≦2→0℃）；③高溫加熱（路徑③：0℃→2≦→0℃）。上面提到的屈服溫度是指對(duì)于兩端固定的棒加熱冷卻后正好產(chǎn)生屈服的最低溫度，可用下式來計(jì)算：=（2.3）下面詳細(xì)討論這三種情況的固有應(yīng)變的產(chǎn)生過程。（1）低溫加熱（路徑①：0℃→≦→0℃），其加熱路徑圖如圖2-3所示，加熱變化過程如圖2-4所示。

13圖2-3低溫加熱路徑圖圖2-4低溫加熱參數(shù)變化過程A）加熱過程（=0℃，≦）：棒c的溫度從0℃到（≦），這里棒處于彈性范圍，只有彈性應(yīng)變和（= ），所以全應(yīng)變可由下式表示：=+（2.4）此時(shí)棒c是受到約束條件的，因此棒的全應(yīng)變=0，所以下式：==（2.5）而==隨著溫度增高，棒c內(nèi)的壓縮應(yīng)力增大，產(chǎn)生的屈服溫度可由下式計(jì)算：=（2.6）=（2.7）B）冷卻過程（≦，0℃）：棒c從冷卻到基準(zhǔn)溫度0℃，這一過程是完全彈性的過程，在這一過程不會(huì)產(chǎn)生塑性應(yīng)變。（2）中溫加熱（路徑②：0℃→≦≦2→0℃），其加熱路徑圖如圖2-5所示，加熱變化過程如圖2-6所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：2968166