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高能束焊接数值模拟中的新型热源模型 被引量：97
1
作者 吴甦 赵海燕 +1 位作者 王煜 张晓宏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期91-94,共4页
为准确地模拟出大深宽比的”钉头”状高能束熔池 (焊缝 )形状 ,提出了新的旋转Gauss曲面体热源模型 ,并进行了实际的数值模拟与测量试验。结果表明 ,与已有的其它热源模型相比 ,使用新模型可以更准确地模拟焊接温度场。同时 ,通过对比... 为准确地模拟出大深宽比的”钉头”状高能束熔池 (焊缝 )形状 ,提出了新的旋转Gauss曲面体热源模型 ,并进行了实际的数值模拟与测量试验。结果表明 ,与已有的其它热源模型相比 ,使用新模型可以更准确地模拟焊接温度场。同时 ,通过对比分析数值模拟结果 ,可以深入了解新热源与其它已有热源模型的不同特点 ,有助于正确选择热源模型 ,进行高效准确的数值模拟。 展开更多
关键词 高能束焊接 数值模拟 热源模型 旋转Gauss曲面体模型 有限元
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焊接数值模拟中热源的选用原则 被引量：66
2
作者 谷京晨 童莉葛 +3 位作者 黎磊 王立 尹少武 白世武 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期143-146,共4页
热源模型是焊接过程数值模拟的基础,其选择直接影响模拟结果的准确性。综述了焊接数值模拟热源模型的研究进展,着重分析了Rosenthal-Rykalin热源、平面高斯热源、双椭圆热源、均匀体热源、半球状热源、旋转高斯体热源、双椭球热源和组... 热源模型是焊接过程数值模拟的基础,其选择直接影响模拟结果的准确性。综述了焊接数值模拟热源模型的研究进展,着重分析了Rosenthal-Rykalin热源、平面高斯热源、双椭圆热源、均匀体热源、半球状热源、旋转高斯体热源、双椭球热源和组合热源的应用现状,最后总结了热源模型的选用原则。最后指出,建立更精确的三维热源模型,从而分析焊接熔池的熔化与凝固过程,已成为焊接数值模拟热源模型的发展方向。 展开更多
关键词 焊接 数值模拟 热源模型
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热量自适应搅拌摩擦焊热源模型 被引量：58
3
作者 李红克 史清宇 +1 位作者 赵海燕 李亭 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期81-85,共5页
当前采用的温度场热源数值模型在准确表征焊接过程材料性能和产热机制与温度变化关系上存在困难。依据摩擦学原理,以材料屈服强度ReL为产热基本参数建立新型热源模型,产热量随温度、材料性能改变,实现搅拌摩擦焊产热自适应过程,更准确... 当前采用的温度场热源数值模型在准确表征焊接过程材料性能和产热机制与温度变化关系上存在困难。依据摩擦学原理,以材料屈服强度ReL为产热基本参数建立新型热源模型,产热量随温度、材料性能改变,实现搅拌摩擦焊产热自适应过程,更准确地描述了搅拌摩擦焊过程物理现象的本质。温度场试验与模拟结果的比较表明,该热量自适应热源模型具有较高的计算精度。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 温度场 热源模型 数值模拟
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焊接过程数值模拟热源模型的研究进展 被引量：42
4
作者 陈家权 肖顺湖 +1 位作者 杨新彦 吴刚 《装备制造技术》 2005年第3期10-14,共5页
焊接数值模拟是当今材料加工领域的一个研究热点,并得到了越来越广泛的应用,本文介绍了焊接过程数值模拟热源加载模式的研究进展。高斯分布函数、半球能量密度分布函数、椭球、双椭球能量密度分布函数常应用在焊接过程数值模拟中,但计... 焊接数值模拟是当今材料加工领域的一个研究热点,并得到了越来越广泛的应用,本文介绍了焊接过程数值模拟热源加载模式的研究进展。高斯分布函数、半球能量密度分布函数、椭球、双椭球能量密度分布函数常应用在焊接过程数值模拟中,但计算量大,为了简化计算,开始采用分段移动高斯热源模型,高斯串热源,分段移动双椭球模型,在保证精度的情况下,提高了计算效率,应用生死单元技术可以处理复杂焊接模拟的热输入问题。 展开更多
关键词 热源模型 焊接温度场 生死单元
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岩土体导热系数研究进展 被引量：48
5
作者 许模 王迪 +1 位作者 蒋良文 漆继红 《地球科学与环境学报》 CAS 2011年第4期421-427,433,共8页
岩土体导热系数在与地热有关的地质基础研究和生产应用中有重要作用。首先介绍了导热系数的概念,然后分析了导热系数的受控因素,最后探讨了导热系数的测定方法。导热系数的受控因素包括地层岩性、孔隙率、含水率、温度以及各向异性。导... 岩土体导热系数在与地热有关的地质基础研究和生产应用中有重要作用。首先介绍了导热系数的概念,然后分析了导热系数的受控因素,最后探讨了导热系数的测定方法。导热系数的受控因素包括地层岩性、孔隙率、含水率、温度以及各向异性。导热系数随地层岩性从大到小排列为海相碳酸盐岩、陆相碎屑岩、火成岩,变质岩导热系数与母岩和变质程度有关;同种岩层的导热系数随沉积过程延续或深度增加而增大;含水率对软弱岩石的导热系数影响较大,导热系数随含水率增大而增大,对孔隙度较大的岩层需进行饱水校正;不同岩性的导热系数随温度的变化较复杂,在应用中需结合实际地层考虑;由于结构面的存在,岩体的导热系数存在各向异性。导热系数的测定方法包括现场测试法、室内测试法、组分类型辨别法以及利用P波速度估算等。利用现场数据求解导热系数时常使用线热源模型和柱热源模型;室内测试法包括稳态测试法和非稳态测试法,分别应用于中低导热系数材料和高导热系数材料;对于组分类型辨别法,平行板式相分布的物体导热系数是各向不等的,热传导方向与平行板平面平行和垂直时分别具有最小和最大总体导热系数;对地下无法直接测量的地质单元,可利用P波速度估算导热系数。要得到准确的导热系数,须基于岩土体的导热系数范围和样品特征选取正确的测定方法。 展开更多
关键词 岩土体 导热系数 受控因素 测定方法 热源模型
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T型角接头焊接热源模型研究 被引量：44
6
作者 肖冯 米彩盈 《电焊机》 北大核心 2010年第6期41-45,共5页
基于有限元软件ANSYS建立了T型角接头的三维热分析模型,阐述高斯热源模型、双椭球热源模型、均匀热源模型以及两种组合热源模型的分布函数形式,并应用各热源模型结合生死单元技术对T型接头焊接过程进行数值模拟,得到不同热源模型下的焊... 基于有限元软件ANSYS建立了T型角接头的三维热分析模型,阐述高斯热源模型、双椭球热源模型、均匀热源模型以及两种组合热源模型的分布函数形式,并应用各热源模型结合生死单元技术对T型接头焊接过程进行数值模拟,得到不同热源模型下的焊接动态温度场。通过对数值模拟结果的分析对比表明:高斯热源及高斯-双椭球组合热源模型的模拟熔池尺寸大小有限,使得焊缝不能达到完全熔化;双椭球热源、均匀热源模型及高斯-均匀组合热源模型能较真实地模拟焊缝熔合区的形状及温度场分布,其中应用均匀热源模型可达到更为满意的结果。 展开更多
关键词 热源模型 焊接温度场 生死单元 T型角接头 焊接熔池
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激光熔覆数值模拟过程中的热源模型 被引量：28
7
作者 张平 马琳 +2 位作者 赵军军 原津萍 胡家帅 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2006年第z1期161-164,共4页
综述了几种可用于激光熔覆过程中温度场和应力场数值模拟的热源计算模型,并对其进行分析比较。指出采用有限元法,利用计算软件来实现熔覆过程中热源的添加是目前常用的优选方法。在此基础上考虑到粉末、基体、光源三者的相互作用提出了... 综述了几种可用于激光熔覆过程中温度场和应力场数值模拟的热源计算模型,并对其进行分析比较。指出采用有限元法,利用计算软件来实现熔覆过程中热源的添加是目前常用的优选方法。在此基础上考虑到粉末、基体、光源三者的相互作用提出了新的激光熔覆热源计算模型。关于激光熔覆热源模型的探讨为建立更加准确的激光熔覆计算模型,深入研究熔覆过程中的应力场与变形场提供帮助。 展开更多
关键词 激光熔覆 热源模型 有限元法
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电子束焊接数值模拟新型热源模型的初步探索 被引量：23
8
作者 王西昌 吴冰 +1 位作者 左从进 刘方军 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期81-84,共4页
旋转高斯曲面体热源模型,能较好的反映电子束焊接深熔焊的特点,但只能得到圆滑的“抛物”形焊缝。作者对此进行了改进,使其能较好的反映常见的“酒杯”形或“钉”形焊缝,并采用了ANSYS软件对平板电子束焊接温度场进行了数值模拟,同时从... 旋转高斯曲面体热源模型,能较好的反映电子束焊接深熔焊的特点,但只能得到圆滑的“抛物”形焊缝。作者对此进行了改进,使其能较好的反映常见的“酒杯”形或“钉”形焊缝,并采用了ANSYS软件对平板电子束焊接温度场进行了数值模拟,同时从焊缝形貌及试验测得的热循环曲线进行验证,得到了与试验结果较吻合的温度场计算结果。 展开更多
关键词 电子束焊接 热源模型 温度场 焊缝形貌 热循环曲线
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焊接温度场和应力场的热弹塑性有限元分析 被引量：16
9
作者 谭险峰 张华 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 2004年第5期71-74,84,共5页
针对低碳钢薄板件TIG对接焊工艺 ,应用双椭圆分布热源模型 ,建立了TIG对接焊三维温度场有限元数值分析模型 ,将温度场有限元解同实验结果进行了比较 ,两者吻合较好。在此基础上 ,考虑材料非线性并采用热弹塑性有限元方法 ,得到了不同时... 针对低碳钢薄板件TIG对接焊工艺 ,应用双椭圆分布热源模型 ,建立了TIG对接焊三维温度场有限元数值分析模型 ,将温度场有限元解同实验结果进行了比较 ,两者吻合较好。在此基础上 ,考虑材料非线性并采用热弹塑性有限元方法 ,得到了不同时刻热应力场的演化过程 ,为焊接残余应力和变形的研究打下了基础。 展开更多
关键词 温度场 应力场 热弹塑性有限元 焊接 热源模型
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小孔等离子弧焊接热场瞬时演变过程的数值分析 被引量：20
10
作者 武传松 王怀刚 张明贤 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期311-316,共6页
根据小孔等离子弧焊接的工艺特点,考虑等离子弧对熔池的“挖掘”作用,提出了一种新的焊接热源模型(TPAW),以描述和反映等离子弧作用下“倒喇叭”状焊缝横断面的特点以及等离子弧热流沿工件厚度方向的分布．在此基础上,对小孔等离子弧焊... 根据小孔等离子弧焊接的工艺特点,考虑等离子弧对熔池的“挖掘”作用,提出了一种新的焊接热源模型(TPAW),以描述和反映等离子弧作用下“倒喇叭”状焊缝横断面的特点以及等离子弧热流沿工件厚度方向的分布．在此基础上,对小孔等离子弧焊接热场进行了有限元计算,分析了引弧后熔池及周围温度场的瞬时演变过程．计算出的小孔等离子弧焊缝形状与实验结果基本吻合,达到准稳态的时间与实验测试值一致． 展开更多
关键词 小孔等离子弧焊接 热源模型 热场 有限元分析
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厚板焊接温度场和残余应力场的数值模拟 被引量：16
11
作者 贾坤荣 刘军 岳珠峰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第17期102-105,共4页
运用有限元计算软件ABAQUS,对10mm厚钢板电子束焊接温度场和残余应力场进行了数值模拟。有限元模型中选用三维实体单元,采用非耦合方法,并考虑了材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响。针对电子束焊接热源的特点采用移... 运用有限元计算软件ABAQUS,对10mm厚钢板电子束焊接温度场和残余应力场进行了数值模拟。有限元模型中选用三维实体单元,采用非耦合方法,并考虑了材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响。针对电子束焊接热源的特点采用移动体积生热的高斯锥形分布的模式来模拟匙孔效应。温度场计算结果表明,焊件热影响区狭窄。计算结果分别给出了焊缝部位上、中、下表面的纵向、横向和板厚方向残余应力分布。结果表明,焊缝区大部分区域三个位置的应力无显著差异,但是在起焊点和收焊点三处应力存在显著差异;焊缝区残余纵向拉应力分布在焊缝两侧各20mm区域,最大值达到材料屈服应力。残余应力的分布与厚板焊接理论相一致。 展开更多
关键词 电子束焊 热源模式 温度场 残余应力 有限元
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高强铝合金板双丝焊温度场 被引量：11
12
作者 徐文立 孟庆国 +1 位作者 方洪渊 徐广印 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期11-14,共4页
通过对双丝焊熔滴过渡路径进行了分析 ,发现由于磁偏吹的影响 ,双丝焊时前丝和后丝的电弧均向两丝中间偏转。通过对经典的双椭球形热源模型进行修正 ,得到了一双丝焊热源模型 ,并经过实际温度采样验证了该模型的准确性。在此基础上开展... 通过对双丝焊熔滴过渡路径进行了分析 ,发现由于磁偏吹的影响 ,双丝焊时前丝和后丝的电弧均向两丝中间偏转。通过对经典的双椭球形热源模型进行修正 ,得到了一双丝焊热源模型 ,并经过实际温度采样验证了该模型的准确性。在此基础上开展了 2 2 1 9高强铝合金板双丝焊温度场的数值模拟 ,研究了双丝焊情况下的温度分布规律。 展开更多
关键词 高强铝合金 热源模型 双丝焊 温度场
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激光填丝多层焊温度场和应力场的数值模拟 被引量：17
13
作者 李俐群 张亮 戴景明 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期41-45,共5页
基于有限元计算软件MARC,对16 mm厚低合金高强钢激光填丝多层焊温度场和应力场进行了三维数值模拟。利用生死单元法,采用热流密度线性衰减高斯圆柱热源模拟匙孔效应,双椭球模型模拟焊丝受热过程。计算结果与实际结果对比,两者基本吻合... 基于有限元计算软件MARC,对16 mm厚低合金高强钢激光填丝多层焊温度场和应力场进行了三维数值模拟。利用生死单元法,采用热流密度线性衰减高斯圆柱热源模拟匙孔效应,双椭球模型模拟焊丝受热过程。计算结果与实际结果对比,两者基本吻合。计算结果表明,层间保温能够有效降低接头冷却速度,减小激光填丝焊残余应力,改善厚板多层焊接头性能;多层焊应力集中主要位于中下部焊道及其热影响区;焊接中坡口有收缩趋势,焊后工件有一定角变形。 展开更多
关键词 激光技术 激光焊接 温度场 数值模拟 应力场 热源模型
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双丝焊温度场仿真的热源模型研究 被引量：14
14
作者 董克权 刘超英 肖奇军 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2006年第3期49-52,60,共5页
分别以高斯热源模型及双椭球形热源模型为基础,推导出两种模型用于双丝焊的计算公式,建立了合适的有限元模型。在充分考虑各种边界条件下,对两种模型所建立的温度场进行了计算,得到25钢的双丝焊接瞬态温度场的分布规律。两种模型的仿真... 分别以高斯热源模型及双椭球形热源模型为基础,推导出两种模型用于双丝焊的计算公式,建立了合适的有限元模型。在充分考虑各种边界条件下,对两种模型所建立的温度场进行了计算,得到25钢的双丝焊接瞬态温度场的分布规律。两种模型的仿真结果与工艺试验结果比较表明,双椭球形热源模型比高斯热源模型更适合双丝焊的三维有限元分析。 展开更多
关键词 热源模型 双丝焊 温度场 仿真
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厚板带极埋弧堆焊温度场的有限元模拟 被引量：15
15
作者 王志锋 陈佩寅 +3 位作者 吴伟 陈燕 陈建民 鲍洪 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期89-92,117,共5页
由带极埋弧堆焊原理及Goldak热源模型理论设计了带极埋弧堆焊有限元热源模型,基于有限元软件MSC.MARC平台,编写FORTRAN子程序来实现移动热源的加载,并采用了MARC软件对厚板带极埋弧堆焊温度场进行了数值模拟,同时对焊缝形貌及试验测得... 由带极埋弧堆焊原理及Goldak热源模型理论设计了带极埋弧堆焊有限元热源模型,基于有限元软件MSC.MARC平台,编写FORTRAN子程序来实现移动热源的加载,并采用了MARC软件对厚板带极埋弧堆焊温度场进行了数值模拟,同时对焊缝形貌及试验测得的热循环曲线进行验证,得到了与试验结果较吻合的温度场计算结果.结果表明,提出的热源模型适合带极埋弧堆焊过程数值模拟. 展开更多
关键词 带极埋弧堆焊 热源模型 温度场 热循环曲线
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激光深熔温度场数值模拟热源模型分析 被引量：9
16
作者 顾兰 薛忠明 张彦华 《电焊机》 2004年第9期4-7,共4页
热源模型是激光深熔焊温度场数值模拟分析的关键。在分析连续和脉冲激光深熔焊焊缝形状特征的基础上,构建了组合热源模型,讨论了热源模型参数的确定方法。应用所建立的热源模型模拟分析了激光深熔焊焊缝边界形状,并与实验结果进行了比较。
关键词 激光深熔焊 热源模型 数值模拟
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高能束焊接数值模拟可变新型热源模型的建立 被引量：12
17
作者 杨建国 陈绪辉 张学秋 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期25-28,共4页
基于电子束等高能束焊接熔池非旋转对称性以及深宽比较大的"钉头"焊缝特征,为更好地模拟焊缝形状,提高焊接模拟计算精度,建立了一带拐点的形状可变的双椭圆衰减体热源模型;新型热源模型形状的可转化性使其具有了可同时用于高... 基于电子束等高能束焊接熔池非旋转对称性以及深宽比较大的"钉头"焊缝特征,为更好地模拟焊缝形状,提高焊接模拟计算精度,建立了一带拐点的形状可变的双椭圆衰减体热源模型;新型热源模型形状的可转化性使其具有了可同时用于高能束焊接和一般焊接的通用性;模型建立过程中,对其前后能量的分布给出了明确的函数表达式,利用有限元分析软件对比分析了新型热源模型和其它几种热源模型的温度场的模拟结果,验证了其熔池形态的合理性及该热源的可扩展性. 展开更多
关键词 高能束焊接 热源模型 双椭圆衰减体热源 数值模拟
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厚板铝合金YAG-MIG复合焊接温度场数值模拟 被引量：11
18
作者 姜幼卿 辜磊 刘建华 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期104-107,共4页
基于ANSYS软件,采用移动旋转高斯体热源函数加载,对12mm厚板铝合金YAG激光—MIG电弧复合焊接进行了温度场有限元数值模拟,模拟中综合考虑了对流、辐射和热传导对焊接热过程的影响,将模拟结果与相同工艺条件下实际的焊接试验结果进行了比... 基于ANSYS软件,采用移动旋转高斯体热源函数加载,对12mm厚板铝合金YAG激光—MIG电弧复合焊接进行了温度场有限元数值模拟,模拟中综合考虑了对流、辐射和热传导对焊接热过程的影响,将模拟结果与相同工艺条件下实际的焊接试验结果进行了比较,验证了旋转高斯体热源模型在厚板铝合金复合焊接中的适应性。采用同样的数值模拟热源和试验模拟方法,同样得到了该铝合金5mm板模拟结果与实际结果相当一致的结论。从而为不同焊接工艺条件下铝合金中、厚板激光—电弧复合焊接焊缝形状和尺寸预测提供了一种有效的途径。 展开更多
关键词 复合焊接 热源模型 数值模拟 铝合金
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铝合金T型接头激光+GMAW复合热源焊温度场的有限元分析 被引量：13
19
作者 胥国祥 武传松 +1 位作者 秦国梁 王旭友 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1033-1041,共9页
从宏观传热学出发,综合考虑焊缝横断面形状特点及接头形式对焊接热流的影响,建立了适用的T型接头激光+GMAW复合热源焊的组合式热源模型.利用双椭球体热源模型描述电弧热流和熔滴热焓,采用热流峰值指数递增-锥体热源模型表征激光热输入,... 从宏观传热学出发,综合考虑焊缝横断面形状特点及接头形式对焊接热流的影响,建立了适用的T型接头激光+GMAW复合热源焊的组合式热源模型.利用双椭球体热源模型描述电弧热流和熔滴热焓,采用热流峰值指数递增-锥体热源模型表征激光热输入,并通过坐标系转换的方法旋转热源模型,以考虑焊枪倾斜对焊接热流分布的影响,推导出适用于T型接头复合焊的热源模型表达公式,从而简化了T型接头焊接数值模拟中的模型加载过程.将所建立的模型用于不同焊接条件下铝合金T型接头激光+GMAW单侧双面焊接焊缝形状和尺寸的模拟计算,计算结果与实验结果吻合较好,从而证明了模型的准确性和适用性;利用该模型计算了铝合金T型接头复合焊近缝区不同位置的热循环曲线,分析了铝合金T型接头复合焊热循环特征,为其组织和性能的预测奠定了基础. 展开更多
关键词 铝合金 T型接头 复合焊 热源模型 数值模拟
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6061-T6铝合金搅拌摩擦焊温度场的数值模型和参数影响分析 被引量：12
20
作者 肖毅华 张浩锋 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第1期119-126,共8页
针对带圆柱搅拌针的搅拌头,推导了一种搅拌摩擦焊热源模型的一般表达式,按照滑动摩擦、粘着摩擦和混合滑动摩擦与粘着摩擦3种机制计算其中的摩擦应力,得到3种热源模型。采用ABAQUS软件,通过子程序实现热源模型并进行加载,建立了12.7 mm... 针对带圆柱搅拌针的搅拌头,推导了一种搅拌摩擦焊热源模型的一般表达式,按照滑动摩擦、粘着摩擦和混合滑动摩擦与粘着摩擦3种机制计算其中的摩擦应力,得到3种热源模型。采用ABAQUS软件,通过子程序实现热源模型并进行加载,建立了12.7 mm厚6061-T6铝合金板的搅拌摩擦焊温度场数值模型。数值模拟结果与实验结果的对比表明:基于粘着摩擦和混合滑动摩擦与粘着摩擦的模型能较好地预测温度场,两者给出的焊接稳态温度场基本一致,而基于滑动摩擦的模型预测的温度场偏高。通过改变模型参数的取值,系统地研究了边界条件、预热时间、焊接参数、搅拌头结构尺寸对温度场、产热功率和搅拌头所受力矩的影响,得到一系列规律和指标。 展开更多
关键词 铝合金 搅拌摩擦焊 温度 热源模型 数值模拟
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