轨道车辆铝镁合金异种材料FSW仿真研究

发布时间：2024-02-21 20:06

　　目前轨道交通行业发展迅速,车体对材料性能的要求也不断提升,铝镁合金的复合结构在高速轨道交通行业逐渐被大量采用。搅拌摩擦焊作为一种固相连接技术,在铝镁异种合金的焊接中有着无可比拟的优势。与同种材料的焊接相比,异种材料在焊接过程中的温度场、应力应变要复杂的多。因此研究铝镁异种合金搅拌摩擦焊的温度场及残余状态,对于搅拌摩擦焊在实际工程中的应用十分重要。本文采用顺序热力耦合方法,通过数值仿真分析对异种材料搅拌摩擦焊的温度场及残余状态进行研究,主要研究内容包括:首先针对6061-T6铝合金和AZ31B镁合金的板材对接焊,分析了焊接温度场的分布规律,并通过顺序热力耦合方法研究其残余应力的分布规律及残余变形情况。在保证数值模型合理的条件下,探讨了机械载荷以及搅拌头偏置量对温度场及残余状态的影响。其次针对5083铝合金和AZ31B镁合金的板材搭接焊,基于顺序热力耦合方法分析了温度场以及残余状态。在验证数值仿真方法合理的基础上,分析了不同工艺参数对温度场以及残余状态的影响,同时讨论了不同搅拌针长度和搭接宽度对温度场和残余状态的影响。最后针对轨道车辆的型材结构,考虑焊接接头的连接特点以及型材内腔的结构特点...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３．２对接焊热源示意图??Ｆｉｇ．?３．２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｅａｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ｆｏｒ?ｂｕｔｔ?ｗｅｌｄｉｎｇ??３．２焊接参数及温度场数值仿真??

?大连交通大学全日制专业硕士学位论文???＜ｉＰ?＝￣＾?（ｒ?＜ｒ０，０＜ｚ＜ｈ）?（３．５）??式中：２ｓ为轴肩产热；ａ．为轴肩位置的热量；￥为搅拌针位置的热量；＆为材料屈??服强度；为屈服极限值；０为搅拌头角速度；ｔ为轴肩位置的热流密度；％为搅拌??针位置的热流密度；ｒ为积....

图３．１４机械载荷下的残余变形??Ｆｉｇ．?３．１４?Ｒｅｓｉｄｕａｌ?Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｕｎｄｅｒ?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?Ｌｏａｄｉｎｇ??３．３．３搅拌头偏置对残余状态的影响??

?大连交通大学全日制专业硕士学位论文???如图３．１３所示，增加机械载荷以后，并没有对计算结果产生明显的影响，只有应力??值略微减校竖向残余变形如图３．１４所示（变形效果放大５０倍）。此时的竖直方向残??余变形数值略微减小，最大值出现在铝合金侧，镁合金侧变形依旧较小，这一规律与温....

图４．１搅拌摩擦搭接焊示意图??Ｆｉｇ．?４．１?Ｓｋｅｔｃｈ?Ｍａｐ?ｏｆ?Ｆｒｉｃｔｉｏｎ?ｓｔｉｒ?ｌａｐ?ｗｅｌｄｉｎｇ??

?第四章铝镁合金ＦＳＷ搭接焊的温度场及残余状态仿真分析???第四章铝镁合金ＦＳＷ搭接焊的温度场及残余状态仿真分析??本章针对５０８３铝合金和ＡＺ３１Ｂ镁合金板材的搭接焊，对铝镁异种合金的搅拌摩擦??焊温度场的数值仿真分析进行了较为系统的研究。在保证数值模型合理的前提下，讨论??了....

图４．１０不同搅拌针长度的温度曲线??Ｆｉｇ．?４．１０?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?Ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｓｔｉｒｒｉｎｇ?Ｎｅｅｄｌｅ?Ｌｅｎｇｔｈ??４．３．４

?大连交通大学全日制专业硕士学位论文???５２０??５００?＾??ｇ?叫，＾??ｆｅ！?．．．．？，．，？?，??ｊＴｊｇ?ｚ?ｚ??＊ＶＣ?４４０?｜?■＜＊—焊接稳态阶段最髙温度??？？？？焊接过程中搅拌针半径处??４２０?温度??Ｚ?－？＊－铝镁合金夾层处温度?？??？??....

本文编号：3905831