搅拌摩擦焊接产热传热过程与材料流动的数值模拟

摘要：

搅拌摩擦焊接过程中的产热、传热与塑性材料流动行为直接决定了焊接接头的组织演变及力学性能.对这些物理现象开展数值模拟研究,对于深入理解搅拌摩擦焊接过程的物理机制和优化焊接工艺具有重要意义.本文综述了搅拌摩擦焊接过程产热、传热与材料流动数值模拟的国内外研究现状,指出了存在的主要问题.介绍了作者课题组近年来针对这些问题所开展的研究工作.根据搅拌头-工件界面上的受力特点,研发出了黏着系数和摩擦因数的测试-计算法,为提高数值模拟的精度奠定了基础.建立了针对复杂截面形状搅拌针的搅拌摩擦焊接过程数学模型,数值分析了3种典型搅拌头情况下焊接过程中的产热率、温度分布和塑性流动行为.建立了包含下压、停留、焊接及冷却4个阶段的搅拌摩擦焊接全过程的传热-流动耦合模型,模拟了焊接过程各阶段的产热、温度场和塑性材料流动的演变情况.在此基础上,对搅拌摩擦焊接过程数值模拟领域未来的发展趋势进行了展望,提出了下一步的研究重点.

关键词：搅拌摩擦焊接、产热、传热、材料流动、数值模拟

所属期刊栏目：54

分类号：TG456.9(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金项目No.51475272;National Natural Science Foundation of China51475272

在线出版日期：2018-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：265-277