薄壁鋁合金件激光焊接過程模擬仿真與分析研究.pdf

1、激光焊接技術是一種高精度、高效、高可靠性的結構連接技術，在工業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。特別是薄壁鋁合金件的焊接，其廣泛應用于航空航天、汽車及軍工領域。激光焊接是一個涉及傳熱、冶金、力學等復雜的物理化學過程。單憑積累工藝試驗數(shù)據(jù)來控制激光焊接過程，既不切合實際又成本昂貴。隨著計算機技術及有限元技術的發(fā)展，采用激光焊接數(shù)值模擬技術對焊接整個過程進行仿真，對激光工藝參數(shù)進行控制，成為一種有力的手段。
　　 本文基于薄壁鋁合金件激光焊

2、接過程模擬仿真的需求，提出了用有限元建模仿真分析方法進行解決的技術方案。同時，為了結構的優(yōu)化設計，本文深入研究了移動熱源加載，溫度場及應力場模擬分析等關鍵問題。最后本文通過不同激光焊接參數(shù)的分析比較，提出優(yōu)化方法，最終實現(xiàn)焊接質(zhì)量的提高。具體工作展開如下：首先，本文對激光焊接的基本原理及其應用進行闡述，對國內(nèi)外激光焊接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行深入分析和研究。同時，在充分考慮薄壁鋁合金件的特性及激光焊接熱源的特點的基礎上，提出了具體

3、實現(xiàn)的仿真方案。其次，本文采用“建?！苿訜嵩醇虞d—溫度場分析—應力場分析—工藝參數(shù)控制”的研究思路。在建模仿真時，本文運用了有限元分析軟件，應用了非線性瞬態(tài)熱分析理論及熱-結構耦合分析的方法。在熱源加載時，本文采用APDL語言進行循環(huán)加載。本文通過鋁合金平板及圓柱板的應用實例，對焊接溫度場及應力應變場的分布情況進行了分析，為復雜焊接結構進行三維焊接溫度場、應力的分析提供了理論依據(jù)和指導，促進了有限元分析技術在焊接力學分析以及工程中的應