铝合金电阻点焊熔核形成过程的数值模拟

发布时间：2017-04-17 20:18

  本文关键词：铝合金电阻点焊熔核形成过程的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：建立了球面电极条件下铝合金点焊预压接触分析的轴对称有限元模型,通过对界面接触行为的数值分析获得了铝合金点焊接触面的初始导电区域。通过数据拟合建立了全新的适用于铝合金点焊的接触电阻模型,与以往模型相比,该模型考虑了接触压力、工件间接触面变化和温度变化对接触电阻的影响。 基于有限元法和ANSYS 软件,建立了描述铝合金点焊熔核形成过程力、热、电耦合行为的轴对称模型。通过数值模拟定量揭示了铝合金点焊中接触面、接触压力、电流密度、接触电阻、动态电阻和温度场的变化规律。从理论上探明了铝合金点焊过程的形核机理。建立了描述铝合金点焊熔核液态金属流动行为的轴对称有限元模型,对铝合金点焊流场的数值模拟做了初步尝试。 进行了大量的工艺试验,将计算结果与实测结果进行了比较,验证了本文所建模型和计算结果的可靠性。另外,将数值分析结果与实测结果相结合,对焊接工艺参数与焊核直径相关性的神经网络模型进行示教,在利用数值模拟结果对点焊过程智能控制模型进行标定方面做了初步尝试。
【关键词】：铝合金 电阻点焊 耦合分析 流动行为 数值模拟 有限元
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG435.9
【目录】：

• 第1章 绪论7-17
• 1.1 选题背景与意义7-9
• 1.2 国内外研究进展与现状9-16
• 1.2.1 点焊过程数值模拟研究进展9-13
• 1.2.2 焊接过程熔池流动问题的研究进展13-15
• 1.2.3 点焊过程数值模拟存在的问题15-16
• 1.3 本文研究的主要内容16-17
• 第2章 AA5182-O 球面电极点焊预压界面接触行为数值分析17-28
• 2.1 铝合金点焊预压接触分析有限元模型的建立17-22
• 2.1.1 模型的假设条件17-18
• 2.1.2 几何模型、有限元网格划分及边界条件18-19
• 2.1.3 ANSYS 中的接触分析19-22
• 2.2 铝合金点焊预压接触分析结果22-25
• 2.3 电极压力对铝合金点焊预压接触行为的影响25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 铝合金点焊熔核形成过程力、热、电耦合行为的数值模拟28-52
• 3.1 铝合金电阻点焊过程有限元模型的建立28-33
• 3.1.1 问题的描述与简化28-29
• 3.1.2 建立数学模型的基本方程29-31
• 3.1.3 模型的网格划分及边界条件31-33
• 3.2 铝合金点焊数值模拟中关键技术处理33-41
• 3.2.1 接触电阻的处理33-36
• 3.2.2 数值模拟中的相变潜热与热电效应36-37
• 3.2.3 材料性能数据37-41
• 3.3 数值计算与结果分析41-50
• 3.3.1 力、热、电行为的耦合策略41
• 3.3.2 力、热、电耦合行为数值计算流程41-43
• 3.3.3 熔核形成过程中电势与电流密度分布43-46
• 3.3.4 熔核形成过程中温度场的变化46-48
• 3.3.5 熔核形成过程中力学行为分析48-50
• 3.4 珀尔帖热电效应对点焊过程温度场的影响50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 铝合金点焊液态金属流动行为数值计算52-61
• 4.1 数学分析模型的建立52-54
• 4.1.1 问题的假设与简化52-53
• 4.1.2 控制方程组53-54
• 4.1.3 动量方程源项的处理54
• 4.2 模型的网格划分及边界条件的确定54-56
• 4.3 软件ANSYS 中的CFD 算法56-58
• 4.3.1 变分原理及加权余量Galerkin 法56-57
• 4.3.2 算法的选择57-58
• 4.4 数值模拟结果分析58-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 模型的验证与应用举例61-67
• 5.1 试验验证61-64
• 5.2 数值分析模型在铝合金点焊质量估测中的应用64-66
• 5.3 本章小结66-67
• 第6章 结论67-68
• 参考文献68-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73-74
• 摘要74-76
• ABSTRACT76-79
• 致谢79-80
• 导师及作者简介80

【引证文献】

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1 李永强;赵贺;赵熹华;蒋文虎;张伟华;;铝合金LB-RSW焊接中RSW温度场的数值模拟[J];焊接学报;2009年04期

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5 林彬;电阻焊热膨胀电极位移质量监控方法的研究[D];沈阳工业大学;2007年

6 杨敬雷;铝合金电阻点焊过程的数值模拟[D];河北工业大学;2007年

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8 吕会敏;介质点焊形核机理及工艺性研究[D];河北工业大学;2008年

9 宋渊;不锈钢点焊接头焊接变形数值模拟分析[D];西南交通大学;2009年

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本文编号：314242