当前位置:主页 > 科技论文 > 金属论文 >

基于材料流动轨迹的搅拌摩擦焊接晶粒及焊接区大小预测模型

发布时间:2018-04-15 02:21

  本文选题:搅拌摩擦焊接 + 完全热力耦合模型 ; 参考:《机械工程学报》2015年02期


【摘要】:通过热力耦合模型模拟搅拌摩擦焊接过程中的材料行为,并基于材料的运动轨迹区分焊接区域中的搅拌区和热力影响区。给出热力影响区和搅拌区边界处流动轨迹上的真实应变率和温度历史曲线,进一步计算Zener-Holloman参数和搅拌区内的晶粒大小,通过与已有文献的对比验证计算结果的准确性。结果显示尽管应变率分布不均匀,均匀分布的温度使lg Z在搅拌区内均匀分布,这说明温度对搅拌区内晶粒大小变化的影响较应变率更为明显。绕针运动的物质点的应变率明显高于其他运动轨迹上的物质点的应变率,可以达到22 s 1。通过对不同材料流动行为的跟踪可以确定搅拌区和热力影响区的边界。搅拌区晶粒随搅拌头轴肩的增大而增大,且搅拌区尺寸随搅拌头轴肩的增大而增大。较小的搅拌头会使搅拌区的区域变小。
[Abstract]:The material behavior during friction stir welding is simulated by the coupled thermodynamic model, and the stir zone and the thermal affected zone are distinguished based on the material motion trajectory.The true strain rate and temperature history curves at the boundary of the thermal affected zone and the mixing zone are given. The Zener-Holloman parameters and the grain size in the mixing zone are further calculated. The accuracy of the calculated results is verified by comparison with the previous literatures.The results show that, although the strain rate distribution is not uniform, the uniform distribution temperature causes LG Z to distribute uniformly in the stirring region, which indicates that the effect of temperature on the grain size change in the stirring region is more obvious than that on the strain rate.The strain rate of the material point moving around the needle is obviously higher than that of the material point on the other trajectory, and can reach 22 s / 1.The boundary of mixing zone and thermal influence zone can be determined by tracking the flow behavior of different materials.The grain size of the mixing zone increases with the increase of the shaft shoulder of the mixing head, and the size of the mixing zone increases with the increase of the shaft shoulder of the mixing head.A smaller mixing head makes the area of the mixing area smaller.
【作者单位】: 大连理工大学工程力学系;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(11172057) 中央高校基本科研业务费专项资金 教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-12-0075)资助项目
【分类号】:TG453.9

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 S.D.Ji;Y.Y.Jin;Y.M.Yue;S.S.Gao;Y.X.Huang;L.Wang;;Effect of Temperature on Material Transfer Behavior at Different Stages of Friction Stir Welded 7075-T6 Aluminum Alloy[J];Journal of Materials Science & Technology;2013年10期

2 王莉敏;李京龙;熊江涛;魏艳妮;张赋升;;异种钛合金连续驱动摩擦焊稳态阶段粘塑性区平均温度的解析计算[J];材料研究学报;2013年05期

3 窦秋芳;弓云昭;杨俊;陈先民;;2024铝合金搅拌摩擦焊接头静强度统计分布特征[J];材料开发与应用;2013年05期

4 S.Gholami Shiri;A.Sarani;S.R.Elmi Hosseini;G.Roudini;;Diffusion in FSW Joints by Inserting the Metallic Foils[J];Journal of Materials Science & Technology;2013年11期

5 冯天涛;张晓辉;;基于热流分析的搅拌摩擦焊接工艺参数[J];电焊机;2014年01期

6 游国强;谭霞;赵旭;王向杰;;搅拌摩擦焊材料塑性流动可视化研究现状[J];兵器材料科学与工程;2014年02期

7 张昭;吴奇;张洪武;;搅拌针对搅拌摩擦焊接搅拌区晶粒影响研究[J];兵器材料科学与工程;2014年05期

8 刘成武;钱林方;;搅拌摩擦焊镁合金隔声性能的研究[J];中国工程科学;2014年08期

9 陈雨;李晓华;付明杰;丁桦;;多道次搅拌摩擦加工对5083-O铝合金组织性能的影响[J];东北大学学报(自然科学版);2014年10期

10 崔俊华;柯黎明;刘文龙;郭正华;赵刚要;方平;;搅拌摩擦焊接全过程热力耦合有限元模型[J];材料工程;2014年12期

相关会议论文 前3条

1 宋东福;戚文军;梁涛;王海艳;周楠;;焊后时效对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的影响[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年

2 张昭;陈金涛;刘亚丽;张洪武;;不同材料的搅拌摩擦焊接数值模拟[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年

3 朱文峰;刘海江;李晏;;搅拌摩擦焊数值仿真国外研究进展[A];2008中国汽车工程学会年会论文集[C];2008年

相关博士学位论文 前10条

1 鄢东洋;铝合金薄壁结构搅拌摩擦焊热—力学过程的研究及模拟[D];清华大学;2010年

2 周鹏展;高强铝合金厚板搅拌摩擦焊研究[D];中南大学;2006年

3 张昭;搅拌摩擦焊接过程中材料行为及力学响应的数值模拟[D];大连理工大学;2006年

4 聂存珠;B_4C颗粒增强Al基复合材料的制备及焊接性研究[D];上海交通大学;2008年

5 金玉花;高强铝合金搅拌摩擦焊接头组织及薄弱区研究[D];兰州理工大学;2012年

6 张琪;原位铝基复合材料的搅拌摩擦加工制备、微观组织和力学性能[D];中国科学技术大学;2013年

7 王东;SiCp/2009Al复合材料的搅拌摩擦焊接[D];中国科学技术大学;2014年

8 朱素琴;中高应变速率轧制制备超细晶镁合金板材原理探索及相关基础研究[D];湖南大学;2012年

9 董鹏;6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能研究[D];吉林大学;2014年

10 李金全;2219铝合金差速搅拌摩擦焊接特征及接头组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 王训宏;王快社;徐可为;胡锴;;搅拌摩擦焊接过程塑性流动形态与试验分析[J];兵器材料科学与工程;2006年06期

2 徐卫平,邢丽,柯黎明,孙德超;镁合金搅拌摩擦焊接头晶粒取向和织构分析[J];材料科学与工艺;2005年03期

3 孙鹏;王快社;王文;张小龙;;工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦加工微观组织的影响[J];热加工工艺;2008年05期

4 别俊;刘亚丽;张昭;;搅拌摩擦焊接中参数变化对温度场分布的影响[J];塑性工程学报;2008年03期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵衍华,林三宝,贺紫秋,吴林;二维搅拌摩擦焊接过程的数值模拟[J];中国有色金属学报;2005年06期

2 赵衍华,林三宝,吴林,贺紫秋;搅拌摩擦焊接过程流体数值模拟概述[J];电焊机;2005年08期

3 张昭,陈金涛,张洪武;搅拌摩擦焊接中压紧力的变化对焊接过程的影响[J];航空材料学报;2005年06期

4 丁荣辉,黎文献,路彦军,肖于德,巢国辉;搅拌摩擦焊接技术最新进展[J];轻合金加工技术;2005年02期

5 简波;杜随更;傅莉;;强制冷却搅拌摩擦焊接工艺[J];焊接学报;2006年06期

6 王快社;王训宏;徐可为;;搅拌摩擦焊接头摩擦磨损性能研究[J];润滑与密封;2007年02期

7 Fred Delany;Stephan W Kallee;Mike J Russell;;铝合金船舶的搅拌摩擦焊接工艺[J];焊接;2007年05期

8 张昭;张洪武;;接触模型对搅拌摩擦焊接数值模拟的影响[J];金属学报;2008年01期

9 张友寿;何建军;谢志强;蒋蔚翔;;搅拌摩擦焊接技术基础及其工程应用[J];材料导报;2008年01期

10 栾国红;孟立春;;列车制造搅拌摩擦焊接技术和应用[J];航空制造技术;2010年16期

相关会议论文 前10条

1 张昭;陈金涛;刘亚丽;张洪武;;不同材料的搅拌摩擦焊接数值模拟[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年

2 张昭;刘亚丽;张洪武;;搅拌摩擦焊接中缺陷生成的数值模拟[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年

3 王卫兵;郭晓娟;;搅拌摩擦焊接热分析过程有限元模型的建立[A];第二届民用飞机制造技术及装备高层论坛资料汇编(论文集)[C];2010年

4 张利国;姬书得;姜文辉;;搅拌摩擦焊接头宏观形貌的研究现状[A];第二届民用飞机制造技术及装备高层论坛资料汇编(论文集)[C];2010年

5 贾洪德;张春杰;黄征;;推进剂贮箱薄壁箱底搅拌摩擦焊接[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

6 刘亚丽;张昭;陈金涛;张洪武;;搅拌摩擦焊接数值模拟的网格敏感性分析[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年

7 李鲲鹏;郭伦春;万发荣;龙毅;;搅拌摩擦焊接过程中的组织结构与焊接工艺的关系[A];第六届21世纪中国焊接技术研讨会暨第四届计算机在焊接中的应用交流会论文专刊[C];2004年

8 苏晓莉;王快社;周俊杰;王训宏;;铝合金搅拌摩擦焊接参数对温度场的影响[A];全国第十三届轻合金加工学术交流会论文集[C];2005年

9 刘会杰;陈迎春;冯吉才;;2219-0铝合金搅拌摩擦焊接技术研究[A];第十一次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2005年

10 刘小文;杨宁宁;穆耀钊;;异种金属搅拌摩擦焊接头的组织与力学性能[A];第十一次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2005年

相关重要报纸文章 前1条

1 吴思;攻关能手的完美追求[N];中国航天报;2009年

相关博士学位论文 前4条

1 张昭;搅拌摩擦焊接过程中材料行为及力学响应的数值模拟[D];大连理工大学;2006年

2 张忠科;搅拌摩擦焊接过程的多场检测及耦合关键问题研究[D];兰州理工大学;2010年

3 谢广明;搅拌摩擦焊接镁及铜合金的微观组织和力学性能[D];哈尔滨工业大学;2008年

4 李兵;6063铝合金薄板搅拌摩擦焊接工艺及机理的研究[D];东北大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 王训宏;搅拌摩擦焊接过程中的若干问题研究[D];西安建筑科技大学;2007年

2 李树伟;铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳裂纹扩展速率试验研究[D];兰州理工大学;2008年

3 项俊锋;载流—搅拌摩擦焊接行为的有限元分析[D];重庆大学;2013年

4 邸曙升;7075铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能评定和缺陷分析的研究[D];天津大学;2007年

5 钱晓强;铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为研究[D];天津大学;2007年

6 苏晓莉;5A02铝合金搅拌摩擦焊接工艺及温度场研究[D];西安建筑科技大学;2006年

7 别俊;搅拌摩擦焊接热力耦合数值模拟[D];大连理工大学;2007年

8 张腾;6061铝合金搅拌摩擦焊接工艺研究[D];西南交通大学;2012年

9 杨宁宁;镁合金搅拌摩擦焊接工艺及神经网络预测系统[D];西北工业大学;2005年

10 王文英;高熔点合金搅拌摩擦焊接工艺研究及温度场模拟[D];西北工业大学;2006年



本文编号:1752096

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/1752096.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c97e0***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com