文档介绍：天津大学
硕士学位论文
铝合金电阻点焊数值模拟及熔核性能的研究
姓名:邹帆
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:罗震
20070101
中文摘要关键词:铝合金;电阻点焊;数值模拟;残余应力;疲劳寿命应力应变响应,它是进行疲劳分析的基础;第二,将应力应变响应,结合材料性能参数,分析了熔核全寿命疲劳分析;第三,应用疲劳损伤模型,得出了沿熔核电阻点焊广泛应用于航空、航天、能源、机械、电子、车辆及轻工部门,在现代制造业中占有不可替代的地位。然而电阻点焊焊接过程是一个高度非线性的多物理场耦合作用的复杂过程,加上焊接时间极短,熔核形成过程具有不可见性,给实验观测带来困难。本文采用数值模拟方法对铝合金点焊熔核形成过程进行了研究,建立了铝合金电阻点焊的力、热、电耦合模型,模拟了电阻点焊过程温度场的变化情况,揭示了铝合金焊接过程中的熔核产生、形成及长大过程,并对其进行了分析。在工艺方面,提出了一种基于数值模拟的熔核承受剪切性能的逆过程设计方法来建立熔核,确定点焊焊接结构的力学性能与熔核尺寸及形状模型,选择出能满足剪切性能要求的合格熔核形状。在此基础上对合格熔核形状进行温度场的模拟计算,确定点焊焊接工艺参数,对实际的点焊焊接工艺参数的选择具有指导意义。在残余应力应用方面,铝合金电阻点焊焊接过程加热冷却速度快父鲋懿内⑽露忍荻却蟆⑷酆伺蛘秃褪账醮螅笔艿胶附友沽ψ饔茫苄员湫窝重,在点焊熔核中存在着较大的残余应力。它对焊接接头性能影响严重,从而影响熔核设计的可靠性和疲劳寿命。点焊的残余应力主要是受电极压力和热载荷的影响,为此分析了在热载荷和电极压力作用下焊点残余应力的分布情况,并使用湎哐苌浞ḿ煅榱瞬煌缂沽俺盅故奔湎潞傅愕牟杏嘤αΥ笮。匝橛爰算结果表明,数值模拟熔核的平均残余应力与湎哐苌浞ú饬克貌杏嘤αο当,说明了数值模拟焊点残余应力的正确性。在焊点疲劳方面,进行了四部分研究:第一,根据载荷和几何结构计算中的环向的两板的疲劳损伤倜分布极坐标图,它能够更准确的了解和认识电阻点焊疲劳损伤机理,有利于疲劳寿命设计;第四,定性地探讨了焊点残余应力对疲劳的影响。
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哪沙学位论文作者硌暂忱签字日期:唧年≯月、缀叩签字日期:刀哆年聄日艴游学位论文版权使用授权书学位论文作者签名:每祭瑚剑阳独创性声明勋特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检往或撰写过的研究成果,也不包含为获得叁鲞盘鲎或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解盘鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得签,
第一章绪论帚一早硒下匕本课题研究的背景和意义造业中占有不可替代的作用,广泛应用于航空、航天、能源、机械、电子、车辆及轻工部门。在焊接生产中,由于电阻点焊具有生产效率高、以及易于实现机械辆轿车车身上,,另一方则需要在保源丰富,价格低廉,比重仅是铁的三分之一左右,质量轻、比强度高、耐腐蚀,焊接是主要的金属连接方法,点焊作为金属加工技术的主要手段,在现代制化和自动化等优点,电阻点焊应用广泛。电阻点焊完成的焊接量每年约占世界总焊接量的,尤其是在汽车车体生产过程中,电阻点焊更是一个关键环节。年底,我国汽车年产量达到蛄荆ぜ曛泄挡坑型黄蛄尽4酉衷诘曛洌泄倒ひ翟ぜ平ū3置磕炅轿皇脑龀速度,到年,中国汽车总产量将达到蛄荆孀胖泄贸中长,年中国将成为世界汽车制造大国和汽车产业强国乜>萃臣票砻鳎恳较大、焊点表面质量差、熔核尺寸波动大等问题,对电阻点焊的研究具有重要意义。随着世界汽车保有量着与日俱增,能源耗费及环境污染的问题也随之而来,节约能源和减少环境污染成为世界汽车工业亟待解决的两大问题。着眼于长远的可持续发展战略,减轻汽车质量,降低燃油消耗就尤为迫切。据统计,汽车每减重%,油耗可降低?杉登崃炕越档湍茉春姆鸭凹跎倩肪澄染是至关重要的,已成为汽车发展的主要方向。证汽车设计结构形状的前提下,尽量选用轻量化的材料,如铝及铝合金、镁及镁合金、高强度塑料等。然而镁及镁合金受自然界存储量限制及其力学性能的影响,限制了其广泛使用。高强度塑料回收再利用存在着环境污染问题。铝及铝合金资是实现汽车轻量化的理想材料之一