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恒进给旋转摩擦条件下金属力学参量周期响应行为

发布时间:2018-02-02 18:45

  本文关键词: 搅拌摩擦焊 周期性 模拟试验 滑动摩擦功率 黏着摩擦功率 出处:《机械工程学报》2015年02期  论文类型:期刊论文


【摘要】:为了揭示搅拌摩擦焊过程中搅拌针周围金属在恒速前进下转矩、压力的响应行为,设计薄壁管状铝合金在恒速旋转和恒速下压加载下的模拟试验。研究发现转矩和压力呈周期性变化,且周期与旋转周期一致。通过计算得出滑动摩擦功率大于黏着摩擦功率并大于实际平均产热功率。进而阐明产生周期性的原因在于滑动摩擦功率大于黏着摩擦功率,可以快速积累热量使材料软化,此时压力、转矩最小;但黏着摩擦状态下材料产热效率低,因此塑性流动层金属被挤出,旋转头接触弹性层金属,此时压力、转矩最大,产热增加,使摩擦界面快速产热、材料软化甚至达到黏着,如此周而复始产生周期性。
[Abstract]:In order to reveal the torque and pressure response behavior of the metal around the needle in the process of friction stir welding. The simulation test of thin-walled tubular aluminum alloy under constant speed rotation and constant pressure loading is designed. It is found that the torque and pressure vary periodically. The period is consistent with the period of rotation. The sliding friction power is greater than the adhesive friction power and is larger than the actual average heat production power by calculation. The reason for the periodicity is that the sliding friction power is larger than the adhesive friction work. Rate. It can quickly accumulate heat to soften the material and minimize the pressure and torque. But under the condition of adhesive friction, the heat production efficiency of the material is low, so the plastic flow layer metal is extruded, and the rotating head contacts with the elastic layer metal. At this time, the pressure and torque are the largest, and the heat production increases, which makes the friction interface produce heat quickly. The material softens and even adheres, producing periodicity over and over again.
【作者单位】: 西北工业大学凝固技术国家重点实验室;西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(51071123,51101126) 凝固技术国家重点实验室(西北工业大学)自主研究课题(43-QP-2009,31-TP-2009) 西北工业大学基础研究基金(JC20120224) 陕西省科技统筹创新工程计划(2012HBSZS021)资助项目
【分类号】:TG453.9;TG115
【正文快照】: 10前言搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)是一种新型的固相焊接方法[1],自1991年英国焊接研究所发明以来广泛应用于铝合金、镁合金、钢等材料焊接。搅拌摩擦焊焊接过程中存在不同于旋转摩擦焊个性特征——周期性,其空间表现为“洋葱环”和“带状”结构,时间尺度上为力学

【共引文献】

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