基于低強(qiáng)匹配理論的鋁合金攪拌摩擦焊接頭強(qiáng)化技術(shù)的研究.pdf

1、攪拌摩擦焊具有接頭質(zhì)量好，應(yīng)力變形小，疲勞強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、船舶、車輛等載運(yùn)工具制造技術(shù)領(lǐng)域已得到實(shí)際應(yīng)用。但是熱處理強(qiáng)化鋁合金攪拌摩擦焊接頭的過時(shí)效軟化問題仍比較突出，通過工藝試驗(yàn)的方法來改善接頭承載能力的效果還不明顯。
　　本文采用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)對6061-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭的非均勻變形行為及其機(jī)理進(jìn)行了研究，對拉伸載荷作用下接頭的力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了有限元模擬，對接頭幾何尺寸對應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律的影響進(jìn)行了分析，為

2、優(yōu)化攪拌摩擦焊工藝和改善接頭承載能力提供了科學(xué)依據(jù)。
　　拉伸載荷作用下6061-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭表現(xiàn)出顯著的非均勻變形的特征，接頭變形隨載荷增大從均勻彈性變形向非均勻塑性變形轉(zhuǎn)變，從接頭前進(jìn)側(cè)應(yīng)變集中向后退側(cè)應(yīng)變集中轉(zhuǎn)變，其非均勻變形的規(guī)律取決于接頭各區(qū)屈服強(qiáng)度大小及應(yīng)變硬化能力的相對關(guān)系。
　　采用常規(guī)的硬度測試和先進(jìn)的數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變測試結(jié)果相結(jié)合的方法，可以更為準(zhǔn)確地確定攪拌摩擦焊接頭各區(qū)的位置、尺寸、形狀。

3、基于等應(yīng)力假設(shè)和全場應(yīng)變測試結(jié)果，可以獲得接頭各區(qū)局部的力學(xué)性能和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對6061-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭拉伸載荷作用下力學(xué)行為的有限元模擬，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好的一致性。
　　采用有限元模擬的方法研究了接頭各區(qū)幾何尺寸形狀變化對拉伸載荷作用下6061-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭的力學(xué)響應(yīng)。隨著接頭熱影響區(qū)、熱塑性影響區(qū)和焊核區(qū)尺寸的減小，母材的拘束作用增強(qiáng)，熱影響區(qū)、焊核區(qū)、熱塑性影響區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變