6063鋁合金薄壁管T型接頭變形及有限元仿真.pdf

1、基于鋁合金框架結(jié)構(gòu)的輕量化車身是節(jié)能環(huán)保型汽車的發(fā)展方向。鋁及其合金的密度小、塑性好、比強(qiáng)度高，因此可以實(shí)現(xiàn)車身的輕量化。鋁車身框架結(jié)構(gòu)的連接主要采用單面角焊縫組成的薄壁管T型焊接接頭。接頭熱影響區(qū)存在復(fù)雜的力學(xué)性能不均勻性，這對(duì)汽車在碰撞過(guò)程中框架結(jié)構(gòu)的變形程度有很大的影響。因此，有必要對(duì)薄壁管T型接頭的變形行為進(jìn)行研究，同時(shí)為整車碰撞模型中接頭的建模提供依據(jù)。圍繞上述問(wèn)題，本文通過(guò)力學(xué)試驗(yàn)與有限元仿真相結(jié)合的方法，對(duì)6063鋁合金單

2、面角焊縫薄板T型接頭和薄壁管T型接頭進(jìn)行了如下研究： 為了減少焊接缺陷對(duì)接頭力學(xué)性能的影響，焊前對(duì)薄板T型接頭墊銅板，在薄壁管T型接頭內(nèi)腔加銅襯管，并在其焊縫端部加引弧板等措施。同時(shí)選擇合理的焊接工藝參數(shù)，焊接出用于力學(xué)試驗(yàn)的T型接頭。 焊接接頭可分為焊縫區(qū)、完全固溶區(qū)、軟化區(qū)、母材區(qū)。通過(guò)雙孔微剪切的方法測(cè)量出T型接頭各區(qū)的寬度及局部力學(xué)性能，為T型接頭力學(xué)試驗(yàn)的有限元模擬提供材料建模的依據(jù)。 從薄壁管T型接頭

3、中取出單面角焊縫的小T型接頭，設(shè)計(jì)小T型接頭雙向拉伸試驗(yàn)及夾具。通過(guò)有限元模擬，確定出試樣的尺寸和斜拉角度，并進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該試驗(yàn)方法可以用來(lái)評(píng)價(jià)單面角焊縫在不同加載條件下的失效方式及變形特性，同時(shí)也驗(yàn)證了小T型接頭建模的準(zhǔn)確性。在該模型基礎(chǔ)上，對(duì)接頭的材料模型不進(jìn)行分區(qū)并賦統(tǒng)一的材料性能，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到簡(jiǎn)化薄壁管T型接頭材料建模的等效模型。 對(duì)2種類型的薄壁管T型接頭，進(jìn)行彎矩和壓縮試驗(yàn)，測(cè)定其載荷與變形的響應(yīng)關(guān)系，分