激光焊缝弹塑性和损伤参数反演识别的虚场法研究

发布时间：2025-01-05 23:51

　　在航空航天装备大型构件制造中,作为航空铝合金材料连接的手段,激光焊接增材制造可以大大减轻设备重量、优化结构、降低生产成本和提高焊接效率。同时,作为航空铝合金壁板一体化制造的重要工艺,先进激光焊接技术成为中国制造2025计划增材制造领域中重点研发的技术。然而,激光焊接的热梯度效应不可避免地会影响焊接区的材料微结构,造成焊接结构力学承载性能的退化。开展航空铝合金激光焊接的力学行为的演化规律的研究,不仅有助于优化选择焊接参数和制造工艺来减小焊接热变形,也为工程力学计算和激光焊接结构优化设计提供可靠的材料本构参数。激光焊接增材制造的损伤随机性、力学稳定性是机身壁板的整体化制造质量的重要影响因素。其中激光焊缝力学行为的实验表征和焊缝材料的本构参数反演是理解焊缝力学性质退化机理、优化激光焊接工艺的关键阶段。本文在6061铝合金激光焊缝不均匀变形的实验测量、材料本构参数的场数据挖掘、焊缝弹塑性分析和损伤失效机理等方面进行了研究,进而理解激光焊缝力学性能的线性和非线性演化行为。主要研究内容和成果如下:通过引入辅助的位移共轭函数来构造了可逆的二阶变形算子,这能反映更加复杂的不均匀变形和大变形,为数字图像相...

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2焊缝横向剖面形状与其微观组织”o}

Ｆｉｇ．?１．２?Ｌａｔｅｒａｌ?ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ?ｓｈａｐｅ?ｏｆ?ｗｅｌｄ?ｓｅａｍ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［１０］??通过扫描电子显微镜（Ｓｃａｎｎｉｎｇ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ＳＥＭ）和电子背散射衍射技（Ｅｌｅｃｔｒｏ....

图I.4铝合金在不同功率焊接下的接头EBSD纵向剖面观测结果[19]

Ｆｉｇ．?１．４?Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＥＢＳＤ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｊｏｉｎｔｓ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｌａｓｅｒ?ｗｅｌｄ??ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｏｗｅｒ?ｗｅｌｄｉｎｇ１１９］??Ｃｈｕ【１９］使用ＥＢ....

图１．５铝合金在不同功率焊接下接头的维式硬度测量结果［２（）１??

的维氏硬度最低，使得维氏硬度谱呈现“Ｗ”形，这主要归咎于ＨＡＺ处晶体的重结晶１２１］。??另外不同焊接功率下的硬度测量结果相近，高功率的激光焊接工艺并不会对ＦＺ和ＨＡＺ??的硬度产生明显的影响［２２１如图１．５所示。ＹａｎｇｌＭ的研宄结果表明晶体取向也会影响硬??度，这是因为临界....

图１．７电子散斑干涉光路设置示意图，（ａ）离面位移测量和（ｂ）面内位移测量??

Ｆｉｇ．?１．７?Ｔｈｅ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｐａｔｈ?ａｎｄ?ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｓｐｅｃｋｌｅ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔ＾?ｆｏｒ?（ａ）??ｏｕｔ－ｐｌａｎｅ?ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ａｎｄ?（ｂ）?ｉｎ－ｐｌａｎｅ....

本文编号：4023464