陶瓷-金屬釬焊接頭殘余應力的數值模擬.pdf

1、陶瓷與金屬由于熱膨脹系數的不同和接頭界面組織結構的不均勻性，焊后在陶瓷側的邊緣處會產生很大的殘余應力，嚴重影響了接頭的強度。研究陶瓷/金屬接頭中殘余應力的大小和分布，尋找降低殘余應力的方法是陶瓷/金屬連接中的一個重要問題。 本文用熱彈塑性有限元方法，在考慮了材料性能參數隨溫度變化的情況下，研究了接頭形式對殘余應力的大小和分布的影響規(guī)律。研究結果表明，試件形狀、接頭形式、釬料性能和中間層性能等參數對殘余應力的大小有較顯著的影響。方

2、形試件比圓形試件的殘余應力要大，對可能產生應力集中的棱邊進行圓角過渡處理后，也可以降低殘余應力峰值，陶瓷的焊接面凸起情況下的殘余應力也比平面或凹陷情況下的殘余應力要小，釬料和中間層與陶瓷和金屬的熱膨脹系數差別越小、釬料和中間層的屈服強度越小，殘余應力越小。 本文研究了在釬焊過程中已經產生殘余應力的陶瓷/金屬接頭，承受瞬態(tài)溫度載荷、瞬態(tài)力載荷和交互載荷作用的情況，分析了在載荷施加過程中應力的分布情況。發(fā)現在外加力載荷的作用下，陶瓷

3、外表面z向殘余應力比載荷作用前有所降低。試件最終的殘余應力與拉壓應力作用的先后順序無關，只與壓應力的大小有關。釬焊接頭在175℃有較大的應力；隨著溫度的升高，接頭的應力下降；當溫度升高到450℃后冷卻過程中，溫差的影響使接頭的熱應力增大；在溫度降到-100℃再升溫時，接頭部分金屬的塑性變形和熱膨脹系數不匹配的綜合影響，使接頭的殘余應力不能馬上降低。簡單分析了交互載荷作用下殘余應力的變化規(guī)律。 本文同時研究了缺陷對殘余應力分布的影