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铝/钢异种金属搅拌摩擦焊接头数值模拟

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【作者】 莫淑娴朱浩马泽铭张二龙王军

【Author】 MO Shuxian;ZHU Hao;MA Zeming;ZHANG Erlong;WANG Jun;School of Materials Science and Engineering,Shijiazhuang Tiedao University;School of Materials Science and Engineering,Hebei University of Science and Technology;

【通讯作者】 朱浩;

【机构】 石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北科技大学材料科学与工程学院

【摘要】 利用ANSYS有限元软件,建立铝/钢异种金属搅拌摩擦焊(FSW)双热源三维有限元模型,研究转速、焊速及偏移量对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场的影响规律。结果表明:铝/钢异种金属FSW接头温度场呈明显不对称分布,钢侧温度明显高于铝侧,峰值温度出现在焊核区(WNZ)偏钢侧约4 mm处,约为512℃;垂直焊缝方向的纵向残余应力σ_x也呈明显不对称分布,σ_x峰值拉应力位于WNZ偏钢侧,达305 MPa,远离WNZσ_x迅速降低,并在轴肩边缘处拉应力转为压应力;随转速增大,峰值温度升高,σ_x峰值增大;随焊速增大,峰值温度和σ_x略升高;随偏移量增加,峰值温度略增大,σ_x略减小;与焊速和偏移量相比,转速对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场影响较大。有限元计算的残余应力场与实测值基本吻合。

【基金】 国家自然科学基金(51705344);河北省教育厅重点项目(ZD2019102)
【所属期刊栏目】 试验研究 (2020年03期)
  • 【DOI】10.14024/j.cnki.1004-244x.20200115.001
  • 【分类号】TG453.9
  • 【下载频次】312
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