高强铝合金薄板搅拌摩擦焊残余应力及变形的热力耦合模拟

发布时间：2018-03-08 21:07

  本文选题：搅拌摩擦焊　切入点：残余应力　出处：《塑性工程学报》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对航空领域中常用的7B04高强铝合金,基于剪切摩擦生热理论,建立了适用于薄板搅拌摩擦焊(FSW)过程的自适应热源模型,利用有限元软件MSC.Marc建立了FSW过程的热力耦合有限元模型,并通过子程序二次开发,将建立的热源模型载入到有限元模型中,对7B04铝合金薄板的FSW过程进行瞬态热力耦合模拟。预测并分析了FSW过程中铝合金板材内部的温度分布与演化、焊接接头附近区域的残余应力分布及板材的最终变形情况,通过开展FSW工艺试验从温度场和残余应力两方面对模型的可靠性和模拟结果的准确性进行了验证。此外,利用经过验证的有限元模型对搅拌头机械载荷在残余应力和变形中的影响作用进行了深入分析。
[Abstract]:The aircraft used in the field of 7B04 high strength Aluminum Alloy, shear friction is established based on the theory of thin plate friction stir welding (FSW) adaptive heat source model, a coupled thermo mechanical finite element model of FSW process by using finite element software MSC.Marc, and through the subroutine two development, will build into the source model the finite element model, simulate the transient thermal coupling process of FSW 7B04 Aluminum Alloy sheet. Prediction and analysis of the temperature distribution inside the Aluminum Alloy sheet FSW in the process of evolution, the welding residual area near the joints should be the final deformation of the stress distribution of the plate and the accuracy of stress two aspects, the reliability of the model and simulation results from the temperature field and residual by carrying out FSW process test is verified. In addition, the use of a validated finite element model of mechanical loads and change in residual stress The effect of the shape is analyzed in depth.

【作者单位】： 中国科学院沈阳自动化研究所空间自动化技术研究室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51505471)
【分类号】：TG404

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