本文關(guān)鍵詞：鋁合金骨架焊接變形數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：焊接變形預(yù)測(cè)是材料加工專業(yè)的研究難點(diǎn)之一，特別是鋁合金骨架的焊接變形研究，由于鋁合金材料熱膨脹系數(shù)大，工件焊接和冷卻后會(huì)產(chǎn)生比其他材料更大的變形。如果控制不好，會(huì)影響焊接結(jié)構(gòu)的承載能力和服役壽命。本文結(jié)合實(shí)際課題，展開鋁合金骨架焊接變形數(shù)值模擬研究，預(yù)測(cè)焊接變形量，分析不同焊接工藝對(duì)變形量的影響規(guī)律。 由于焊縫短，殘余塑性應(yīng)變集中在焊縫附近相對(duì)很小的范圍內(nèi)，骨架其它部分的變形則為彈性變形。論文根據(jù)固有應(yīng)變方法，將焊縫的殘余塑性應(yīng)變和應(yīng)力模擬從整個(gè)結(jié)構(gòu)變形計(jì)算中分離出來。在考慮焊接溫度、焊接速度、材料冶金機(jī)械性能等參數(shù)下，對(duì)細(xì)化的焊縫區(qū)三維實(shí)體有限元模型進(jìn)行局部塑性應(yīng)變計(jì)算，然后把得到的局部殘余塑性應(yīng)變和焊縫剛度，利用宏單元技術(shù)轉(zhuǎn)換到整體殼單元模型中，對(duì)骨架整體變形做出預(yù)測(cè)。該方法既能較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出整體變形，又簡(jiǎn)化計(jì)算過程。 針對(duì)鋁合金骨架組裝焊接中，局部接頭主要為對(duì)接接頭、T型接頭、十字接頭的實(shí)際情況，論文首先對(duì)三種典型接頭的焊接過程進(jìn)行了研究。得到了其焊接過程的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律，焊接速度、有無坡口對(duì)焊接殘余應(yīng)力和變形的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：殘余應(yīng)變主要集中于焊縫和焊縫附近區(qū)域，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域殘余應(yīng)變幾乎為零；在焊接電壓、電流不變的情況下，通過提高焊接速度可以提高焊接生產(chǎn)效率，但是焊接速度過快，會(huì)造成殘余應(yīng)力增大以及未熔合、未焊透的缺陷；T型接頭和十字接頭在焊趾處存在較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象，通過開坡口能減小T型接頭和十字接頭的應(yīng)力集中現(xiàn)象。 應(yīng)用上述研究結(jié)果，對(duì)鋁合金骨架的整體變形量進(jìn)行了模擬研究，，得到了不同焊接順序?qū)φw骨架變形的影響規(guī)律。結(jié)果表明，從中心到兩側(cè)的對(duì)稱焊接順序，能夠使一部分變形相互抵消，從而減小整體骨架變形，因此焊接順序的優(yōu)化是影響骨架變形的重要因素。 在骨架整體焊接裝配方面，本文進(jìn)行了正常骨架組裝和分塊式反裝兩種技術(shù)的對(duì)比模擬和實(shí)驗(yàn)研究。分塊式反裝采用工裝夾具將局部骨架進(jìn)行剛性固定后進(jìn)行焊接，然后再將幾個(gè)局部模塊焊接組裝。對(duì)比研究結(jié)果表明，分塊式反裝技術(shù)能夠大大減小整體骨架的焊接變形量�？梢姴捎煤侠淼难b配和約束方案也能減小焊接變形。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 焊接變形 數(shù)值分析 固有應(yīng)變法
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG404
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 選題背景和意義10-11
• 1.2 焊接變形的預(yù)測(cè)方法11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外鋁合金焊接變形的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 國(guó)外研究發(fā)展動(dòng)態(tài)12-13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究發(fā)展動(dòng)態(tài)13-15
• 1.3.3 存在問題15-16
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 鋁合金焊接變形理論分析17-29
• 2.1 鋁合金焊接性分析17-18
• 2.1.1 鋁合金焊接性能17
• 2.1.2 鋁合金 MIG 焊分析17-18
• 2.2 焊接變形研究18-22
• 2.2.1 產(chǎn)生機(jī)理、影響因素18-19
• 2.2.2 分類19-22
• 2.3 焊接傳熱分析22-26
• 2.3.1 傳熱基本公式22-24
• 2.3.2 熱源模型24-26
• 2.4 焊接熱彈塑性有限元理論26-28
• 2.4.1 基本假設(shè)26
• 2.4.2 本構(gòu)方程26-27
• 2.4.3 平衡方程27-28
• 2.4.4 求解過程28
• 2.5 焊接變形模擬軟件簡(jiǎn)介28-29
• 第三章 有限元分析模型的建立29-36
• 3.1 材料性能參數(shù)29-32
• 3.2 材料模型定義32-34
• 3.3 鋁合金骨架模型34-36
• 第四章 典型局部接頭的數(shù)值分析36-57
• 4.1 對(duì)接接頭36-46
• 4.1.1 對(duì)接接頭模型和焊接工藝參數(shù)36-37
• 4.1.2 初始條件和邊界條件37-38
• 4.1.3 熱源校核38
• 4.1.4 溫度場(chǎng)模擬38-41
• 4.1.5 殘余應(yīng)力和應(yīng)變41-44
• 4.1.6 焊接速度選擇44-46
• 4.2 T 型接頭46-50
• 4.2.1 T 型接頭模型和焊接工藝參數(shù)46
• 4.2.2 初始條件和邊界條件46-47
• 4.2.3 溫度場(chǎng)模擬結(jié)果47-48
• 4.2.4 殘余應(yīng)力和應(yīng)變48-49
• 4.2.5 坡口影響49-50
• 4.3 十字型接頭50-57
• 4.3.1 十字接頭模型及焊接工藝參數(shù)50-51
• 4.3.2 初始條件和邊界條件51
• 4.3.3 溫度場(chǎng)模擬51-54
• 4.3.4 殘余應(yīng)力和應(yīng)變54-55
• 4.3.5 坡口影響55-57
• 第五章 整體骨架焊接變形數(shù)值分析57-68
• 5.1 模型建立及焊接方案57-58
• 5.2 方案一焊接變形分析58-63
• 5.3 方案二和方案三焊接變形分析63-66
• 5.4 三種方案對(duì)比分析66-68
• 第六章 鋁合金骨架焊接變形的實(shí)驗(yàn)研究68-76
• 6.1 動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量68-73
• 6.1.1 動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)68-69
• 6.1.2 應(yīng)變測(cè)量結(jié)果69-71
• 6.1.3 測(cè)量結(jié)果分析71-73
• 6.2 骨架三維變形測(cè)量73-76
• 第七章 結(jié)論及展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 譚兵;劉紅偉;陳東高;明珠;王法科;康震宇;;基于SYSWELD的鋁合金角接接頭激光-MIG復(fù)合焊變形模擬[J];兵器材料科學(xué)與工程;2011年04期

2 趙恒勛,劉金榮,周翔;5083鋁合金厚板氬弧焊和氦弧焊[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;1992年03期

3 張建強(qiáng);趙海燕;鹿安理;羅傳紅;郭嘉琳;張國(guó)棟;;夾具約束對(duì)鋁合金薄板焊接變形的影響[J];稀有金屬材料與工程;2009年S3期

4 茍國(guó)慶;于金朋;張立民;張衛(wèi)華;陳輝;李明高;;鋁合金車體結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力研究[J];電焊機(jī);2011年11期

5 M.Ohat ,帥平;鋁合金薄板角焊焊接變形的控制[J];國(guó)外機(jī)車車輛工藝;2002年01期

6 李燦;傅定發(fā);王冠;向東;李落星;;焊接順序?qū)?061-T6鋁合金矩形焊縫焊接殘余應(yīng)力及變形量的影響[J];機(jī)械工程材料;2012年07期

7 王美均;淺析預(yù)變形法在控制焊接變形中的應(yīng)用[J];工業(yè)鍋爐;1997年03期

8 張一鳴;;用滾壓法消除鋁合金焊縫變形與應(yīng)力[J];焊接;1983年08期

9 汪建華,陸?zhàn)?魏良武;固有應(yīng)變有限元法預(yù)測(cè)焊接變形理論及其應(yīng)用[J];焊接學(xué)報(bào);2002年06期

10 陳章蘭;熊云峰;;一種結(jié)構(gòu)焊接變形數(shù)值分析方法[J];焊接學(xué)報(bào);2011年05期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李婭娜;焊接變形預(yù)測(cè)與控制的數(shù)值方法研究及工程應(yīng)用[D];大連交通大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 李冬林;焊接應(yīng)力和變形的數(shù)值模擬研究[D];武漢理工大學(xué);2003年

2 姜永;基于固有應(yīng)變的船體曲板焊接變形預(yù)測(cè)[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

3 韓紹華;鋁合金車體結(jié)構(gòu)焊接變形的模擬優(yōu)化控制工藝[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

4 黃平;高溫合金構(gòu)件焊接過程溫度場(chǎng)和殘余變形的數(shù)值模擬[D];南昌航空大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：鋁合金骨架焊接變形數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：480243