鋁合金焊接接頭局部力學性能分布特征及T型管接頭性能研究.pdf

1、本文研究了一種雙孔微剪切測定局部材料本構性能的新方法。在被測材料的小區(qū)域兩側開兩小孔，剪切刀具從其中一孔對被測區(qū)域的材料加載直到破壞，記錄加載過程中的載荷位移曲線。建立這種方法的有限元模型，根據(jù)實驗的載荷位移曲線，利用反向有限元計算方法得到局部材料的真應力應變曲線。從而測定了鋁合金對接焊接接頭熱影響區(qū)的塑性變形的本構特性分布。但是上述方法在進行雙孔微剪切之后還要進行大量的有限元模擬，不斷調整屈服強度σ<,y>和加工硬化指數(shù)n要花費大量人

2、力物力。建立雙孔微剪切試驗的有限元模型，并選擇不同屈服應力和加工硬化指數(shù)的材料進行有限元模擬，給出材料塑性變形參數(shù)與試驗載荷位移曲線的相關關系。這樣，根據(jù)雙孔微剪切的試驗曲線可以直接得到材料的塑性變形參數(shù)。用鋁合金擠壓型材對這種方法的準確性進行驗證。根據(jù)試驗的載荷位移曲線，利用已經建立的材料性能參數(shù)σ<,y>、n和剪應力剪應變曲線的特征參數(shù)．τ<,y>、n<,τ>之間的相關性從而得到6063鋁合金T型焊接接頭試樣的真應力應變曲線。測定結

3、果表明，在熱影響區(qū)的完全固溶區(qū)，材料的屈服應力較小，而加工硬化指數(shù)較高；在過時效區(qū)屈服應力和加工硬化指數(shù)都比較低。焊接接頭可分為焊縫區(qū)、完全固溶區(qū)、過時效區(qū)、母材區(qū)。本文采用汽車車身應用的6063鋁合金薄壁管用TIG焊焊接成T型管接頭進行彎矩試驗，同時采用ABAQUS有限元軟件對其在彎矩作用下的管接頭變形過程進行模擬。在建立的有限元模型中，在材料模型中利用上述的研究結果，進行分區(qū)，輸入由雙孔微剪切實驗得到的局部力學性能。結果表明：等寬和