鋁合金電阻點焊數(shù)值模擬及熔核性能的研究.pdf

1、電阻點焊廣泛應(yīng)用于航空、航天、能源、機械、電子、車輛及輕工部門，在現(xiàn)代制造業(yè)中占有不可替代的地位。然而電阻點焊焊接過程是一個高度非線性的多物理場耦合作用的復(fù)雜過程，加上焊接時間極短，熔核形成過程具有不可見性，給實驗觀測帶來困難。 本文采用數(shù)值模擬方法對鋁合金點焊熔核形成過程進行了研究，建立了鋁合金電阻點焊的力、熱、電耦合模型，模擬了電阻點焊過程溫度場的變化情況，揭示了鋁合金焊接過程中的熔核產(chǎn)生、形成及長大過程，并對其進行了分析。

2、 在工藝方面，提出了一種基于數(shù)值模擬的熔核承受剪切性能的逆過程設(shè)計方法來建立熔核，確定點焊焊接結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能與熔核尺寸及形狀模型，選擇出能滿足剪切性能要求的合格熔核形狀。在此基礎(chǔ)上對合格熔核形狀進行溫度場的模擬計算，確定點焊焊接工藝參數(shù)，對實際的點焊焊接工藝參數(shù)的選擇具有指導(dǎo)意義。 在殘余應(yīng)力應(yīng)用方面，鋁合金電阻點焊焊接過程加熱冷卻速度快(幾個周波內(nèi))、溫度梯度大、熔核膨脹和收縮大，同時受到焊接壓力作用，彈塑性變形嚴(yán)重，

3、在點焊熔核中存在著較大的殘余應(yīng)力。它對焊接接頭性能影響嚴(yán)重，從而影響熔核設(shè)計的可靠性和疲勞壽命。點焊的殘余應(yīng)力主要是受電極壓力和熱載荷的影響，為此分析了在熱載荷和電極壓力作用下焊點殘余應(yīng)力的分布情況，并使用X射線衍射法檢驗了不同電極壓力及持壓時間下焊點的殘余應(yīng)力大小，試驗與計算結(jié)果表明，數(shù)值模擬熔核的平均殘余應(yīng)力與X射線衍射法測量所得殘余應(yīng)力相當(dāng)，說明了數(shù)值模擬焊點殘余應(yīng)力的正確性。 在焊點疲勞方面，進行了四部分研究：第一，根據(jù)