CCS-B激光焊三明治板接頭大變形及損傷的研究.pdf

1、為響應(yīng)節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代交通工具的設(shè)計(jì)要求，金屬三明治結(jié)構(gòu)件被廣泛推廣使用。焊接接頭是三明治結(jié)構(gòu)中的基本要素。對(duì)各種焊接接頭的變形、損傷及破壞的實(shí)驗(yàn)研究要花費(fèi)大量的人力物力。如采用有限元模擬加關(guān)鍵試驗(yàn)驗(yàn)證的研究方法可以有效地節(jié)約成本，提高效率。
　　 金屬的焊接接頭是一個(gè)組織和力學(xué)性能不均勻體，在進(jìn)行有限元模擬之前必須對(duì)接頭的局部材料性能進(jìn)行表征，這樣才能夠得到比較精確的結(jié)果，同時(shí)對(duì)評(píng)定整體接頭性能和改善焊接工藝也是十分必要的。本

2、文通過(guò)對(duì)CCS-B低合金鋼激光三明治板的焊接接頭組織、硬度及強(qiáng)度的分析，研究了接頭的力學(xué)不均勻性；同時(shí)研究了一種雙邊沖剪實(shí)驗(yàn)測(cè)定三明治結(jié)構(gòu)中焊縫區(qū)材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的方法。其基本原理是在焊接成型的三明治板上切取小工字型試樣，進(jìn)行雙邊沖剪實(shí)驗(yàn)，測(cè)得材料的阻力曲線。然后利用有限元軟件ABAQUS建立邊界條件與雙邊沖剪試驗(yàn)相同的有限元模型，利用有限元反向迭代計(jì)算求得局部材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。與常規(guī)光滑拉伸試驗(yàn)相比，雙邊沖剪材料表征技術(shù)具有自身

3、的優(yōu)越性，能夠很好的表征三明治結(jié)構(gòu)中焊接接頭局部材料的力學(xué)性能。
　　 在上述研究的基礎(chǔ)上利用雙邊沖剪實(shí)驗(yàn)測(cè)定表征CCS-B低合金鋼激光焊焊接接頭焊縫區(qū)域局部的力學(xué)性能。最后利用雙邊沖剪試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)對(duì)低合金鋼焊接接頭在拉伸載荷條件下的不均勻變形演化和損傷起始及斷裂過(guò)程進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)和規(guī)律分析。研究結(jié)果表明：CCS-B低合金鋼激光焊焊接變形不均勻性與接頭各區(qū)域的力學(xué)性能不均勻性密切相關(guān)，對(duì)于高匹配接頭變形主要集中在遠(yuǎn)離焊縫的母材區(qū)