铝合金搅拌摩擦焊过程热力演变的三维数值模拟

发布时间：2018-10-04 19:25

【摘要】：对搅拌摩擦焊过程中搅拌头速度变化进行分析,建立了考虑搅拌摩擦焊过程中焊缝产热的热源模型.对2024铝合金搅拌摩擦焊温度场和应力场进行了三维有限元模拟,表明焊缝两侧温度和应力分布的不对称现象不明显,主要由于焊接速度远小于搅拌头转速所致,但随着焊接速度加快,这种不对称现象逐渐加强.焊接过程中焊缝中心温度低于搅拌头边缘温度,焊接前方和两侧均为压应力,后方为拉应力;焊接结束后与搅拌头接触区的横向和纵向残余应力为较大拉应力,远离焊缝残余应力较小;沿厚度方向上,横向和纵向残余应力均逐渐降低.有限元计算结果与短波长X射线应力测试结果进行对比,结果表明,二者趋势基本吻合.
[Abstract]:Based on the analysis of the velocity change of friction stir welding (FSW), a heat source model considering heat generation in FSW welding is established. The temperature field and stress field of 2024 aluminum alloy friction stir welding are simulated by three dimensional finite element method. The results show that the asymmetry of temperature and stress distribution on both sides of the weld is not obvious, mainly due to the welding speed being much smaller than the rotating speed of the stir head. However, with the acceleration of welding speed, this asymmetry phenomenon is gradually strengthened. During welding, the center temperature of the weld is lower than the temperature of the edge of the agitator, the compressive stress in front and both sides of the welding, and the tensile stress in the rear, the transverse and longitudinal residual stress in the contact area with the stirring head after welding is larger. The residual stress is small far away from the weld and decreases gradually along the thickness direction. The results of finite element method are compared with the results of short wavelength X-ray stress measurement. The results show that the trend of the two methods is basically consistent.
【作者单位】： 中国工程物理研究院材料研究所;
【基金】：国家重大科学仪器开发资助项目(2012YQ130234)
【分类号】：TG453.9

【参考文献】

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【共引文献】

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