本文關(guān)鍵詞：不銹鋼不等厚板單面雙點(diǎn)焊過程數(shù)值模擬研究

  更多相關(guān)文章： 單面雙點(diǎn)焊 不銹鋼 數(shù)值模擬 球形電極

【摘要】：電阻點(diǎn)焊是一種焊接質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高,容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化的連接方法,在汽車、軌道客車、電子、家用電器等制造領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛。電阻點(diǎn)焊是一個涉及到熱、電、力多場之間相互作用的復(fù)雜焊接過程,同時由于點(diǎn)焊過程中熔核形成的不可見性及焊接時間短的特性,對點(diǎn)焊過程的數(shù)值模擬研究很有必要性。點(diǎn)焊的數(shù)值模擬,有利于對點(diǎn)焊過程進(jìn)行更深入的研究,可以分析焊接工藝參數(shù)對點(diǎn)焊過程的影響,從而選擇合適的工藝參數(shù),有利于提高焊接質(zhì)量�，F(xiàn)階段電阻點(diǎn)焊過程中的有限元模擬主要是針對單點(diǎn)焊進(jìn)行有限元模擬研究,對于單面雙點(diǎn)焊的有限元模擬研究還比較少。單面雙點(diǎn)焊與單點(diǎn)焊相比,生產(chǎn)效率高,會越來越普遍地應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)中。本文使用通用有限元軟件,建立熱電耦合模型和熱力耦合模型,采用球形電極和單脈沖電流主要對板厚組合為1mm+1.5mm的非等厚SUS304不銹鋼兩層板進(jìn)行數(shù)值模擬,分析焊接過程中的溫度場及應(yīng)力應(yīng)變場分布特點(diǎn),并研究不同的焊接工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響和熔核的形成過程。本文通過對點(diǎn)焊預(yù)壓過程有限元模擬的分析可知,預(yù)壓結(jié)束時,電極和工件所受的均為軸向壓應(yīng)力。軸向壓應(yīng)力在電極與工件接觸面間的中心區(qū)域會出現(xiàn)最大值,距離電極-工件接觸面的中心區(qū)域越遠(yuǎn),軸向壓應(yīng)力值越小,軸向壓應(yīng)力變化梯度最大處在于電極-工件接觸面的邊緣處。預(yù)壓過程中,電極和工件都發(fā)生了壓縮塑性變形,電極的最大壓縮塑性變形出現(xiàn)在電極-工件接觸面附近電極的內(nèi)部,工件的最大壓縮塑性變形出現(xiàn)在接觸面處。在預(yù)壓模擬的基礎(chǔ)上,對點(diǎn)焊的通電加熱過程進(jìn)行有限元模擬。根據(jù)預(yù)壓結(jié)束時接觸面的接觸情況,殺死熱電耦合模型中接觸面上未接觸的單元,進(jìn)行熱電耦合模擬,在熱電耦合模擬中,在各個接觸面間建立一層厚度為0.05mm的實(shí)體單元作為接觸電阻。將熱電耦合模擬結(jié)束時得到的溫度場作為載荷施加到熱力耦合有限元模型中進(jìn)行熱力耦合模擬研究,依次循環(huán)直至通電加熱結(jié)束,即可完成通電加熱過程的有限元模擬。對點(diǎn)焊的通電加熱過程進(jìn)行模擬后,可得出通電加熱過程中溫度場的分布特點(diǎn)和應(yīng)力、應(yīng)變場分布規(guī)律,從而可以分析研究熔核的形成過程。為了研究不同焊接工藝參數(shù)對焊接時熔核形成過程的影響,對不同焊接工藝參數(shù)的通電加熱過程進(jìn)行有限元模擬,模擬結(jié)果表明:電極壓力影響點(diǎn)焊的焊透率,增大電極壓力,熔核尺寸減小;焊接電流對熔核形成過程的影響較大,焊接電流過大,可能會產(chǎn)生噴濺或表面壓痕過深;焊接通電時間對焊接質(zhì)量的影響與焊接電流對焊接質(zhì)量的影響相似。本文也對非等厚不銹鋼三層板的單面雙點(diǎn)焊進(jìn)行了數(shù)值模擬,可以得到點(diǎn)焊過程中的溫度場分布圖,并研究不同焊接工藝參數(shù)對點(diǎn)焊過程的影響。
【關(guān)鍵詞】：單面雙點(diǎn)焊 不銹鋼 數(shù)值模擬 球形電極
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG453.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 選題背景及意義13-14
• 1.2 電阻點(diǎn)焊簡介14-16
• 1.2.1 電阻點(diǎn)焊基本原理14-15
• 1.2.2 點(diǎn)焊分類15-16
• 1.3 電阻點(diǎn)焊過程有限元模擬的研究進(jìn)展與現(xiàn)狀16-22
• 1.3.1 電阻點(diǎn)焊過程數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展16-19
• 1.3.2 電阻點(diǎn)焊有限元模擬存在的問題及發(fā)展趨勢19-20
• 1.3.3 有限元法概述20-22
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 不銹鋼單面雙點(diǎn)焊預(yù)壓接觸分析23-37
• 2.1 彈塑性接觸有限元分析理論23-25
• 2.1.1 彈塑性有限元分析理論23-24
• 2.1.2 接觸分析24-25
• 2.2 不銹鋼單面雙點(diǎn)焊預(yù)壓過程有限元模型的建立25-30
• 2.2.1 建模的假設(shè)條件25
• 2.2.2 實(shí)體幾何模型25-26
• 2.2.3 網(wǎng)格劃分及邊界條件的加載26-30
• 2.3 材料成分及力學(xué)性能參數(shù)30-31
• 2.4 求解設(shè)置31
• 2.5 預(yù)壓模擬結(jié)果分析31-36
• 2.5.1 預(yù)壓結(jié)束時應(yīng)力、應(yīng)變場分布情況31-33
• 2.5.2 預(yù)壓結(jié)束時接觸壓力分布情況33-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 不銹鋼單面雙點(diǎn)焊熱電力多場耦合模擬分析37-51
• 3.1 點(diǎn)焊過程的基本控制方程37-39
• 3.1.1 熱傳導(dǎo)方程37-38
• 3.1.2 電傳導(dǎo)方程38
• 3.1.3 熱彈塑性應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系38-39
• 3.2 點(diǎn)焊耦合有限元模型的建立39-42
• 3.2.1 建模的簡化和假設(shè)條件39
• 3.2.2 有限元模型的建立及網(wǎng)格劃分39-41
• 3.2.3 邊界條件的加載41-42
• 3.3 點(diǎn)焊數(shù)值模擬中關(guān)鍵技術(shù)的處理42-46
• 3.3.1 材料的性能參數(shù)42-45
• 3.3.2 接觸電阻的處理45-46
• 3.4 單面雙點(diǎn)焊模擬流程46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第4章 不銹鋼單面雙點(diǎn)焊熱電力耦合模擬結(jié)果分析51-65
• 4.1 單面雙點(diǎn)焊的溫度場分布51-54
• 4.2 單面雙點(diǎn)焊的應(yīng)力應(yīng)變場分布54-56
• 4.3 接觸半徑的變化56-57
• 4.4 點(diǎn)焊工藝參數(shù)對熔核形成過程的影響57-62
• 4.4.1 焊接電流對熔核形成過程的影響57-59
• 4.4.2 電極壓力對熔核形成過程的影響59-60
• 4.4.3 焊接時間對熔核形成過程的影響60-62
• 4.5 試驗(yàn)驗(yàn)證62-63
• 4.5.1 試驗(yàn)條件62
• 4.5.2 試驗(yàn)結(jié)果與誤差分析62-63
• 4.6 本章小結(jié)63-65
• 第5章 不銹鋼三層板單面雙點(diǎn)焊熱電力耦合數(shù)值模擬65-71
• 5.1 三層板點(diǎn)焊耦合模型的建立65-66
• 5.1.1 實(shí)體模型的建立65
• 5.1.2 有限元模型的建立及網(wǎng)格劃分65-66
• 5.1.3 邊界條件的加載66
• 5.2 非等厚不銹鋼三層板單面雙點(diǎn)焊模擬結(jié)果分析66-68
• 5.3 焊接規(guī)范參數(shù)對點(diǎn)焊過程的影響68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第6章 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 致謝79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊浩;孟凡軍;孫陽;何毅;賀飛;郭麗;;自動電阻焊技術(shù)在梯子梁制造中的應(yīng)用[J];新技術(shù)新工藝;2013年06期

2 劉昶;郭鐘寧;莫秉華;;電阻點(diǎn)焊過程數(shù)值模擬技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用[J];機(jī)電工程技術(shù);2010年09期

3 劉政軍;陳超;蘇允海;;釘頭管電阻點(diǎn)焊工藝研究[J];熱加工工藝;2010年05期

4 張洪逵;季小輝;徐鳳林;戴忠晨;金文濤;;不銹鋼車體塞焊問題研究[J];金屬加工(熱加工);2009年16期

5 謝素明;隋明東;李曉峰;兆文忠;;不銹鋼點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)車體FEA建模方法[J];大連交通大學(xué)學(xué)報;2007年01期

6 侯志剛;李春植;王元勛;陳傳堯;;點(diǎn)焊過程力學(xué)特征的有限元分析[J];機(jī)械強(qiáng)度;2005年06期

7 侯志剛,王元勛,陳傳堯,李春植;薄板點(diǎn)焊預(yù)壓時接觸壓力的有限元分析[J];汽車技術(shù);2004年09期

8 李剛卿,韓曉輝;不銹鋼車體的焊接工藝及發(fā)展[J];機(jī)車車輛工藝;2004年01期

9 王春生,陳勇,韓鳳武,陸培德,王洪亮;三層不銹鋼板電阻點(diǎn)焊溫度場數(shù)值模擬[J];機(jī)械工程學(xué)報;2004年01期

10 龍昕,汪建華,張?jiān)銎G,魏良武,陸?zhàn)?電阻點(diǎn)焊溫度場分布的數(shù)值模擬[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2001年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 丁昌;真空環(huán)境下玻璃鋼界面接觸傳熱特性研究[D];上海交通大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 馬政;基于溫度場的雙相鋼點(diǎn)焊接頭微觀組織和應(yīng)力場研究[D];華中科技大學(xué);2012年

2 宋淵;不銹鋼點(diǎn)焊接頭焊接變形數(shù)值模擬分析[D];西南交通大學(xué);2009年

3 吳元峰;低碳鋼電阻點(diǎn)焊過程的數(shù)值模擬[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

，

本文編號：963306