镁钢拼焊板拉断过程有限元模拟及焊缝形状优化

发布时间：2023-03-24 23:33

　　拼焊板技术是实现汽车轻量化的途径之一,以轻金属与钢材焊接制成的拼焊板既能减轻整车重量又能保证零件强度。这种拼焊板在制备过程中,会因为焊接参数不同产生具有特殊形状的焊缝。大部分轻金属与钢在焊接过程中不能相融,导致拼焊板很容易在焊缝与母板的界面处失效。镁合金作为最轻的金属结构材料之一,有密度小、加工性能优良、资源丰富的优点,适应全球节能环保的大背景,目前已经广泛应用于汽车制造行业。本文选取镁钢拼焊板作为研究对象,采用激光-电弧复合热源对镁钢异质金属进行了焊接,通过实验获取了焊缝材料的力学参数,并进一步探究了焊缝形状和焊缝与母板的连接界面强度对拼焊板拉伸性能的影响。首先选取镁钢拼焊板焊缝处材料制作微型拉伸试件并进行拉伸试验,结合数字图像相关技术获得焊缝处的材料参数,并将此参数输入到有限元仿真模型中进行验证。然后使用Cohesive单元来构建焊缝与母材连接界面的有限元模型。将界面分区并设置不同的连接强度,探究了界面中各个部分的连接强度对拼焊板拉伸断裂位置以及拉伸载荷的影响。最后建立拼焊板的参数化模型,使用四个参数控制拼焊板焊缝的形状,通过实验设计的方法详细研究了每个参数与拉伸位移之间的关系。建...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 拼焊板研究现状
        1.2.1 拼焊板母板厚度和强度对成形性的影响
        1.2.2 拼焊板焊缝失效的研究
    1.3 主要研究内容
2 拼焊板拉伸模拟理论基础
    2.1 弹塑性力学理论
    2.2 有限元法理论基础
        2.2.1 单元类型
        2.2.2 分析类型
        2.2.3 本构模型
        2.2.4 有限元算法
        2.2.5 有限元软件
    2.3 本章小结
3 镁钢拼焊板焊缝材料参数测定
    3.1 确定焊缝材料参数的方法
    3.2 基于DIC技术的焊缝材料拉伸实验
    3.3 拉伸结果分析
    3.4 本章小结
4 镁钢拼焊板拉伸断裂的有限元模拟
    4.1 粘聚力模型
    4.2 拼焊板有限元模型的建立
    4.3 有限元模型的验证
    4.4 实验结果与分析
    4.5 本章小结
5 镁钢拼焊板焊缝形状优化
    5.1 Isight集成ABAQUS
    5.2 实验设计
    5.3 近似模型
    5.4 参数优化
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3770072