薄板鋁合金T型接頭雙激光束雙側(cè)焊接應(yīng)力和變形的有限元分析.pdf

1、運(yùn)輸制造業(yè)為適應(yīng)市場要求需要不斷對機(jī)身進(jìn)行薄壁輕量化的改進(jìn)，在民用飛機(jī)整體壁板的加工制造中，采用焊接代替鉚接實(shí)現(xiàn)蒙皮和加強(qiáng)筋的連接是實(shí)現(xiàn)這一需求的重要手段之一。而鋁合金薄壁件在焊接過程中的變形是整體壁板加工的一大難題，對機(jī)身的整體裝配過程起著重要的影響。目前國內(nèi)針對鋁合金薄壁T型接頭雙激光束雙側(cè)同步焊接技術(shù)的研究尚處于起步階段，其實(shí)際應(yīng)用受到一定的限制。基于該背景，本文針對民用飛機(jī)機(jī)身壁板T型接頭的雙激光束雙側(cè)同步焊接過程進(jìn)行了有限元模

2、擬分析。
　　首先，根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，對民用飛機(jī)機(jī)身壁板的雙激光束雙側(cè)同步焊接過程進(jìn)行了模型簡化和工藝方案的提取。針對T型結(jié)構(gòu)件建立了有限元模型，利用子程序?qū)崿F(xiàn)了雙激光束熱源的加載和焊縫金屬的填充，采用過渡網(wǎng)格和并行分布技術(shù)大幅提高了計(jì)算效率。
　　對于單桁條T型接頭簡單件，研究了不同焊接熱源模式對溫度場的影響，選擇了合適的熱源模型，通過試驗(yàn)手段校核了模型參數(shù)，獲取了較為精確的溫度場結(jié)果?；谛：说臒嵩茨Ｐ?，進(jìn)行了焊接工藝參

3、數(shù)的優(yōu)化，同時(shí)研究了焊接過程中的應(yīng)力場分布和變形分布規(guī)律。結(jié)果表明焊接時(shí)熔池附近區(qū)域?yàn)閴簯?yīng)力，焊后拉應(yīng)力集中分布在焊縫附近區(qū)域，T型接頭最大變形位于底板兩側(cè)邊緣中心部位，是撓曲變形和角變形的疊加。通過試驗(yàn)測量了T型接頭應(yīng)力和變形，驗(yàn)證了力學(xué)模型的適用性。
　　基于多桁條T型結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了焊接順序的優(yōu)化選擇，對不同焊接順序的焊接過程進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明焊接順序?qū)附舆^程的溫度場和應(yīng)力場分布影響不大，而對變形有較大影響。同向焊接順序