铝合金搅拌摩擦焊接过程数值模拟

《铝合金搅拌摩擦焊接过程数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/234131411Numericalsimulationof2014aluminumalloyfrictionstirweldingprocessArticle·July2006DOI:10.3901/JME.2006.07.092CITATIONSREADS9494authors,including:SanbaoLinHarbinInstituteofTechnolo

2、gy159PUBLICATIONS1,313CITATIONSSEEPROFILESomeoftheauthorsofthispublicationarealsoworkingontheserelatedprojects:NarrowgapGMAWViewprojectNarrowgapGMAweldingViewprojectAllcontentfollowingthispagewasuploadedbySanbaoLinon06July2016.Theuserhasrequestedenhancementofthedownloadedfile.第卷第期机械工程学

3、报年月呵’铝合金搅拌摩擦焊接过程数值模拟赵衍华林三宝贺紫秋吴林哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨摘要将搅拌摩擦焊接过程中材料的流动看作是层流、粘性、非牛顿流体绕过旋转的搅拌头探针,并基于流体力,。、学理论建立了三维搅拌摩擦焊缝金属塑性流动的数值分析模型提出了一种联合粘度场速度场对焊接区域进,行飞外围与叮,划分的方法搅拌头周围的材料粘度值内易流动区域对应于焊核粘度带之间的区域对应于。“”区三维模拟中材料的垂直方向流动与标记嵌入技术流变可视化试验结果吻合较好靠近探针的区域内,回撤边中下部的材料向上运动,前进边中下部材料向下运动。焊接速度过高,搅拌头轴肩与

4、探针过渡处的易流动区容易发生材料的分离运动,实际焊接中在此处容易产生空洞缺陷。关键词搅拌摩擦焊流动数值模拟铝合金中圈分类号得到的结果,模拟结果显示了搅拌头轴肩下大约月舀处搅拌摩擦焊前进边的塑性流体结构中存在着不稳定区域—紊流区。建立,,搅拌摩擦焊雌与熔化了焊接过程模型在那个模型中热量仅仅是由,、,。焊相比具有焊接变形小质量高等优点引起了轴肩产生模型包括一个球状热源和一个搅拌头附。。焊接界的广泛关注目前研究主要集中在焊缝近的局部热源两部分由于应用了一,,,微观组织及力学性能上对于搅拌摩擦焊接过程个比较粗糙的网格搅拌头附近区域的一些重要细。尤其是焊缝金属在过程中的塑性流

5、动机理,尚节都没有考虑还有许多学者对过程的数学建。,,处于探索阶段过程中材料的塑性流动研究可模都做了过多的假设认为探针是一个圆柱体轴以分为两大类材料流变可视化试验和焊接过程的肩是一个平面等,这和实际焊接过程中采用的搅拌。计算机数值模拟。通过试验方法虽然可以了解塑性头形状有较大的差异金属的流动,而且取得了一定的成绩,但由于国内外对过程数值模拟的研究尚处于探过程的复杂性以及本身的特点无法直接看到索阶段,且由于是一个非常复杂的过程,现在。。材料流动的过程而受到很大的限制川随着计算的研究仍然存在大量的问题应用商用计算,,,“机技术的发展运用解析和数学建模的方法来研究软件基于

6、流体力学理论建立了锥形螺纹探针”,分析焊接过程中材料的流动也成为一种重要的研究凹轴肩搅拌头焊接过程的三维模型对焊。手段。缝金属的流动进行了分析等应用固体力学方法建立了摩擦模型和滑移界面模型两种模型,并将试验获得的温度分布三维搅拌摩擦焊接过程模型作为模,型的温度边界条件采用解偶方法应用一模型的建立有限元法进行了数学、模拟。二维模型仅仅包括搅拌头探针而忽略了材料将搅拌摩擦焊接过程中材料的流动看作层流的。、,应用欧一些与速度有关的参数等基于流体力粘性非牛顿流体绕过旋转的搅拌头探针。,】进学理论建立了二维的模型二维模型预测了拉流动公式采用商用计算流体力学软件。,焊缝金属的流

7、动趋势,但由于二维模型过于简单,行建模在搅拌摩擦焊接过程中材料粘度在较高,做了太多的假设,并不能代表真实的流动特的温度和较高应变率的情况下仍然非常高粘度在。这个模,性架国红等在铝合金搅拌摩擦焊接头行为分析型中起着非常重要的作用热量完全由材料中详细介粘度耗散产生。另外,本模型仅仅考虑了过程绍了搅拌摩擦焊接头塑性流变数值模拟所中稳态时焊缝金属的流动。材料物理特性国家计划资助项目。收到初稿,应用流体理论建模需要粘度方程来模拟铝合金收到修改稿©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrights