7A52鋁合金焊接接頭殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命影響的有限元模擬.pdf

1、7A52超硬鋁合金是軍工焊接結(jié)構(gòu)的常用輕質(zhì)材料，本文以此鋁合金的雙絲MIG焊焊接接頭為研究對(duì)象，通過(guò)利用大型有限元軟件ABAQUS和疲勞分析軟件MSC.fatigue，開展了焊接殘余應(yīng)力對(duì)疲勞特性影響的有限元模擬。該過(guò)程主要由焊接溫度場(chǎng)、殘余應(yīng)力場(chǎng)和疲勞壽命分析三部分組成。為了更準(zhǔn)確的研究焊接殘余應(yīng)力對(duì)疲勞特性影響，排除環(huán)境、冶金、表面加工狀態(tài)等影響因素，文中建立相應(yīng)的對(duì)照組接頭，進(jìn)行相關(guān)數(shù)值模擬和對(duì)比分析，取得的主要結(jié)果與結(jié)論為：

2、r>　　通過(guò)ABAQUS有限元軟件，利用單元“生死”與單元“追蹤”方法，考慮材料的相關(guān)熱物理性能參數(shù)及溫度的非線性，完成了7A52鋁合金雙絲MIG焊接過(guò)程中焊縫填充的動(dòng)態(tài)過(guò)程，得到了焊接溫度場(chǎng)。同時(shí)，利用順序耦合熱應(yīng)力法，模擬出了7A52鋁合金雙絲MIG焊接過(guò)程中瞬時(shí)應(yīng)力場(chǎng)以及焊后縱向殘余應(yīng)力和橫向殘余應(yīng)力云圖。其縱向應(yīng)力沿垂直焊縫方向的分布表現(xiàn)為中心區(qū)域是拉應(yīng)力，兩邊為壓應(yīng)力，雙峰分布特征十分明顯；橫向殘余應(yīng)力的結(jié)果中，焊縫的兩端產(chǎn)生

3、壓應(yīng)力而中心產(chǎn)生拉應(yīng)力，壓應(yīng)力值最大215.3MPa，拉應(yīng)力值最大105.8MPa，壓應(yīng)力最大值約為拉應(yīng)力最大值的2倍。
　　通過(guò)MSC.fatigue疲勞分析軟件，以拉應(yīng)力譜最大值為100MPa為例，成功模擬出了7A52鋁合金雙絲MIG焊焊接接頭、對(duì)照組接頭的疲勞壽命。其共同點(diǎn)是焊接接頭的疲勞危險(xiǎn)部位都位于焊縫中部焊趾周圍，為消除殘余應(yīng)力提供了可靠的理論依據(jù)。不同點(diǎn)是得出的7A52鋁合金雙絲MIG焊接接頭的疲勞壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)照組