在航空航天裝備大型構件制造中,作為航空鋁合金材料連接的手段,激光焊接增材制造可以大大減輕設備重量、優(yōu)化結構、降低生產(chǎn)成本和提高焊接效率。同時,作為航空鋁合金壁板一體化制造的重要工藝,先進激光焊接技術成為中國制造2025計劃增材制造領域中重點研發(fā)的技術。然而,激光焊接的熱梯度效應不可避免地會影響焊接區(qū)的材料微結構,造成焊接結構力學承載性能的退化。開展航空鋁合金激光焊接的力學行為的演化規(guī)律的研究,不僅有助于優(yōu)化選擇焊接參數(shù)和制造工藝來減小焊接熱變形,也為工程力學計算和激光焊接結構優(yōu)化設計提供可靠的材料本構參數(shù)。激光焊接增材制造的損傷隨機性、力學穩(wěn)定性是機身壁板的整體化制造質(zhì)量的重要影響因素。其中激光焊縫力學行為的實驗表征和焊縫材料的本構參數(shù)反演是理解焊縫力學性質(zhì)退化機理、優(yōu)化激光焊接工藝的關鍵階段。本文在6061鋁合金激光焊縫不均勻變形的實驗測量、材料本構參數(shù)的場數(shù)據(jù)挖掘、焊縫彈塑性分析和損傷失效機理等方面進行了研究,進而理解激光焊縫力學性能的線性和非線性演化行為。主要研究內(nèi)容和成果如下:通過引入輔助的位移共軛函數(shù)來構造了可逆的二階變形算子,這能反映更加復雜的不均勻變形和大變形,為數(shù)字圖像相...

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.2焊縫橫向剖面形狀與其微觀組織”o}

Ｆｉｇ．?１．２?Ｌａｔｅｒａｌ?ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ?ｓｈａｐｅ?ｏｆ?ｗｅｌｄ?ｓｅａｍ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［１０］??通過掃描電子顯微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ＳＥＭ）和電子背散射衍射技（Ｅｌｅｃｔｒｏ....

圖I.4鋁合金在不同功率焊接下的接頭EBSD縱向剖面觀測結果[19]

Ｆｉｇ．?１．４?Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＥＢＳＤ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｊｏｉｎｔｓ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｌａｓｅｒ?ｗｅｌｄ??ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｏｗｅｒ?ｗｅｌｄｉｎｇ１１９］??Ｃｈｕ【１９］使用ＥＢ....

圖１．５鋁合金在不同功率焊接下接頭的維式硬度測量結果［２（）１??

的維氏硬度最低，使得維氏硬度譜呈現(xiàn)“Ｗ”形，這主要歸咎于ＨＡＺ處晶體的重結晶１２１］。??另外不同焊接功率下的硬度測量結果相近，高功率的激光焊接工藝并不會對ＦＺ和ＨＡＺ??的硬度產(chǎn)生明顯的影響［２２１如圖１．５所示。ＹａｎｇｌＭ的研宄結果表明晶體取向也會影響硬??度，這是因為臨界....

圖１．７電子散斑干涉光路設置示意圖，（ａ）離面位移測量和（ｂ）面內(nèi)位移測量??

Ｆｉｇ．?１．７?Ｔｈｅ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｐａｔｈ?ａｎｄ?ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｓｐｅｃｋｌｅ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔ＾?ｆｏｒ?（ａ）??ｏｕｔ－ｐｌａｎｅ?ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ａｎｄ?（ｂ）?ｉｎ－ｐｌａｎｅ....

本文編號：4023464