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7075铝合金高速搅拌摩擦焊材料流动行为及性能研究 被引量:4
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作者 庞秋 詹博异 《精密成形工程》 北大核心 2023年第3期72-80,共9页
目的针对7075-O铝合金高焊速、高转速搅拌摩擦焊接缺陷多、质量差等问题,研究焊接接头材料流动对焊缝性能的影响。方法选用焊接速度1000 mm/min,搅拌转速分别为1000、1200、1600、1700 r/min的条件对7075-O铝合金板进行搅拌摩擦焊接,分... 目的针对7075-O铝合金高焊速、高转速搅拌摩擦焊接缺陷多、质量差等问题,研究焊接接头材料流动对焊缝性能的影响。方法选用焊接速度1000 mm/min,搅拌转速分别为1000、1200、1600、1700 r/min的条件对7075-O铝合金板进行搅拌摩擦焊接,分析不同焊接工艺参数下焊接接头的显微组织及力学性能。同时,利用Fluent软件模拟7075-O铝合金搅拌摩擦焊接过程中的材料流动场分布,分析焊接材料流动与缺陷形成的关系。结果利用7075-O铝合金三维流动模型,预测出高焊速条件下焊缝前进侧形成一个低压区,孔洞等缺陷易出现在此区域,数值模拟预测与试验结果吻合。在高焊接速度1000 mm/min、焊接转速1200 r/min时,焊缝表面光滑平整,焊核区域的硬度分布更加均匀。结论随着搅拌转速从1000 r/min增大到1700 r/min,热输入量逐渐增大,孔洞缺陷由隧道型孔洞转变为不连续的小孔。同时,随着搅拌转速的增大,焊缝高硬度区域的宽度先增大而后降低。当搅拌转速为1200 r/min时得到了优质的焊接接头,焊缝焊核区硬度分布均匀,硬度值最高为176HV。 展开更多
关键词 铝合金 搅拌摩擦焊 高焊速 材料流动 塑性材料
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超声辅助搅拌摩擦焊接温度场与材料流动数值模拟
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作者 马付建 陈绍 李锡伟 《大连交通大学学报》 CAS 2023年第3期34-40,共7页
为了研究6061铝合金超声辅助搅拌摩擦焊接过程中温度场与焊缝区域材料流动等行为,采用耦合欧拉-拉格朗日方法,考虑超声振动对工件材料属性的影响,建立了6061铝合金超声辅助搅拌摩擦焊热机耦合数值模型,通过示踪粒子监测材料流动行为,开... 为了研究6061铝合金超声辅助搅拌摩擦焊接过程中温度场与焊缝区域材料流动等行为,采用耦合欧拉-拉格朗日方法,考虑超声振动对工件材料属性的影响,建立了6061铝合金超声辅助搅拌摩擦焊热机耦合数值模型,通过示踪粒子监测材料流动行为,开展超声辅助搅拌摩擦焊试验,并对模型准确性进行验证。研究结果表明:焊接过程中焊缝材料首先被压缩至工件底部,随后在搅拌头的作用下向工件上表面与搅拌头后方流动;工件表面温度场与焊缝区域的等效塑性应变场均呈不对称分布,塑性应变区域集中于焊缝两侧共约25 mm的区域内,区域温度均高于400℃;焊核区域的形状与尺寸及飞边的位置和尺寸的模拟结果与试验结果基本吻合,验证了建立的热机耦合数值模型的正确性。 展开更多
关键词 超声辅助搅拌摩擦焊 温度场 材料流动 示踪粒子
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搅拌摩擦焊界面摩擦及材料流动行为仿真
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作者 乔俊楠 史清宇 +4 位作者 陈树君 韩阳 杨诚乐 周梦然 陈高强 《电焊机》 2023年第3期15-21,共7页
采用计算流体力学(CFD)方法研究了6061铝合金搅拌摩擦焊过程中的界面摩擦行为与材料流动行为。通过在搅拌头-工件界面采用剪切力边界条件,实现了焊接过程中界面摩擦与材料流动的完全耦合分析。结果表明,搅拌头与工件间的界面摩擦行为呈... 采用计算流体力学(CFD)方法研究了6061铝合金搅拌摩擦焊过程中的界面摩擦行为与材料流动行为。通过在搅拌头-工件界面采用剪切力边界条件,实现了焊接过程中界面摩擦与材料流动的完全耦合分析。结果表明,搅拌头与工件间的界面摩擦行为呈现显著的非均匀特征:轴肩芯部及环形槽内呈近似黏着摩擦,轴肩外缘区域呈滑动摩擦;搅拌针侧面呈现不同程度的滑动状态,界面滑动比例随其到轴肩的距离增加而增加。摩擦界面附近存在厚度为0.66~4 mm的低粘度区。在低粘度区,工件上部材料流动速度可达0.17 m/s,应变率可达85.7 s^(-1);在工件下部材料流动速度可达0.017 m/s,应变速率可达11.7 s^(-1)。从材料流经低粘度区的流动路径来看,搅拌摩擦焊过程材料流动呈现多圈旋转及直通两种模式。仿真得到的温度、低粘度区形状及标记材料沉积位置均得到了实验结果的印证。 展开更多
关键词 计算流体力学 界面摩擦行为 材料流动 低粘度区
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铝/钢异种金属搅拌摩擦搭接传热与材料流动行为
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作者 耿培皓 秦国梁 +1 位作者 马宏 麻宁绪 《电焊机》 2023年第3期1-14,共14页
基于耦合欧拉-拉格朗日有限元法数值模拟了铝合金5052与高强钢DP590搅拌摩擦搭接过程中的温度场演变和材料流动行为。结果表明,有限元预测温度场和焊缝变形轮廓与实验测量结果吻合良好。当移动速度保持300 mm/min恒定不变时,随着转速由5... 基于耦合欧拉-拉格朗日有限元法数值模拟了铝合金5052与高强钢DP590搅拌摩擦搭接过程中的温度场演变和材料流动行为。结果表明,有限元预测温度场和焊缝变形轮廓与实验测量结果吻合良好。当移动速度保持300 mm/min恒定不变时,随着转速由500 r/min增至1 000 r/min,搅拌区峰值温度位置由前进侧的轴肩后方的铝合金表面转移至搅拌针底部与钢搅拌区的界面,峰值温度由545℃增加至635℃;在焊接过程中,前进侧温度始终高于后退侧温度,与转速无关。采用示踪粒子法研究材料迁移轨迹,发现前进侧铝合金从更靠近搅拌针的内侧剪切层绕过搅拌针填埋在搅拌针前进侧后方,而后退侧铝合金主要迁移至搅拌针后退侧后方,迁移轨迹比较发散;搅拌针作用在铝/钢搭接面,驱使前进侧钢材料迁移至搅拌针后退侧后方,并在垂直方向上挤入上侧铝合金焊缝区。随着搅拌针转动,由前进侧迁移至后退侧的钢材料最终促使后退侧形成尺寸较大的钩状结构。相比于铝合金侧,转速的增加更为显著地加强了钢表面的材料流动。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 异种连接 有限元计算 温度场 材料流动
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螺纹对搅拌摩擦焊接材料流动和接头性能的影响 被引量:1
5
作者 孙震 李琰 +1 位作者 武传松 洪新伟 《金属加工(热加工)》 2023年第2期10-16,共7页
为了研究搅拌摩擦焊接过程中搅拌针几何形状对焊接接头质量的影响,采用无螺纹锥形搅拌针和有螺纹锥形搅拌针的搅拌头开展了6061-T6铝合金的搅拌摩擦焊接,并对获得的焊接接头进行了拉伸测试,同时采用纯铜作为对接焊的标记材料,借助CT技... 为了研究搅拌摩擦焊接过程中搅拌针几何形状对焊接接头质量的影响,采用无螺纹锥形搅拌针和有螺纹锥形搅拌针的搅拌头开展了6061-T6铝合金的搅拌摩擦焊接,并对获得的焊接接头进行了拉伸测试,同时采用纯铜作为对接焊的标记材料,借助CT技术对焊缝中的标记材料进行了三维重建,分析了使用有、无螺纹锥形搅拌针时焊接过程中的塑性材料流动及其对焊接接头力学性能的影响。结果表明:由于螺纹对工件材料的强制驱动作用,螺纹可以有效提高焊接接头的抗拉强度,螺纹对接头抗拉强度的提高在低热输入时更为明显。使用有螺纹锥形搅拌针时,焊接接头的断后伸长率有了明显提高。螺纹可以有效提高标记材料分布的均匀性,对避免或减小焊接缺陷有非常重要的作用,有助于提高接头的力学性能。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 搅拌针形状 螺纹 材料流动 接头性能
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平底无铆连接的材料流动行为及接头失效机理研究
6
作者 张惠阳 陈超 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第12期3975-3990,共16页
平底无铆连接在轻量化结构中具有广阔应用前景。本研究旨在分析平底无铆连接过程中的材料流动行为和接头失效机理。在不同的成形载荷下,使用平底无铆连接工艺连接Al5052-H32铝合金板材。建立了平底无铆连接有限元模型,分析其材料流动规... 平底无铆连接在轻量化结构中具有广阔应用前景。本研究旨在分析平底无铆连接过程中的材料流动行为和接头失效机理。在不同的成形载荷下,使用平底无铆连接工艺连接Al5052-H32铝合金板材。建立了平底无铆连接有限元模型,分析其材料流动规律。通过接头的金相观察以及硬度测试得到连接过程中材料的实际流动行为。采用扫描电子显微镜对材料力学性能测试后的失效接头断口进行观察,从而研究其失效机理。结果表明,在平底无铆连接过程中,材料流动最活跃的区域集中在冲头圆角处的上板区域。在剪切试验中,接头断裂的微观形貌表现为脆性-韧性混合断裂。在拉伸试验中,观察到接头断裂的微观形貌具有韧性断裂特征。 展开更多
关键词 平底无铆连接 无铆接头 材料流动 力学行为 失效机制
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材料流动对连续驱动摩擦焊飞边形成的影响 被引量:15
7
作者 姬书得 刘建光 +2 位作者 张利国 邹爱丽 傅莉 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期31-34,114,共4页
在建立了45钢环形结构件连续驱动摩擦焊的二维热力耦合有限元模型的基础上,研究了焊接过程中的温度场与材料流动对飞边形成的影响规律.结果表明,在摩擦阶段,材料主要沿轴向流动,而径向流动基本上为0;在顶锻阶段,在大的轴向顶锻压力的挤... 在建立了45钢环形结构件连续驱动摩擦焊的二维热力耦合有限元模型的基础上,研究了焊接过程中的温度场与材料流动对飞边形成的影响规律.结果表明,在摩擦阶段,材料主要沿轴向流动,而径向流动基本上为0;在顶锻阶段,在大的轴向顶锻压力的挤压作用下,摩擦面边缘及其附近的材料主要沿径向向摩擦面外流动并形成飞边,且飞边的尺寸与弯曲程度随焊接时间的增加而增加.同时,增加旋转频率以及轴向顶锻压力会导致飞边尺寸与弯曲程度的增加;基于飞边形貌给出了45钢环节结构件连续驱动摩擦焊的合理焊接工艺参数. 展开更多
关键词 连续驱动摩擦焊 材料流动 飞边 数值模拟
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搅拌头形状对回填式搅拌摩擦点焊过程中材料流动行为的影响 被引量:14
8
作者 岳玉梅 李政玮 +3 位作者 姬书得 柴鹏 马轶男 王月 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2428-2434,共7页
以LY12铝合金为研究对象,对常规搅拌头作用下的回填式搅拌摩擦点焊的材料流动规律进行数值模拟,并利用焊点的宏观形貌与显微组织进行试验验证;讨论不同搅拌头形状对材料流动行为的影响。结果表明:材料的高速流动区域主要位于套筒内外壁... 以LY12铝合金为研究对象,对常规搅拌头作用下的回填式搅拌摩擦点焊的材料流动规律进行数值模拟,并利用焊点的宏观形貌与显微组织进行试验验证;讨论不同搅拌头形状对材料流动行为的影响。结果表明:材料的高速流动区域主要位于套筒内外壁附近;流动速度值在外壁凹槽处出现最大值,且随着离套筒壁距离的增加而减小。流动规律的模拟结果由位于焊点中心的中间较宽、两端较窄的韧带与焊点内部不同区域晶粒的不同所证实。从减小焊点内韧带宽度的角度考虑,双凹槽搅拌头优于常规搅拌头、小槽宽搅拌头和大直径搅拌头。 展开更多
关键词 回填式搅拌摩擦点焊 搅拌头形状 数值模拟 材料流动
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搅拌摩擦焊接过程中材料流动形式 被引量:22
9
作者 张昭 刘亚丽 +1 位作者 陈金涛 张洪武 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期17-21,共5页
采用完全热力耦合模型对搅拌摩擦焊接过程进行模拟,并详细分析了搅拌摩擦焊接过程中的材料流动形式。结果表明,模型可以成功预测搅拌摩擦焊接过程材料流动和温度分布情况。通过对搅拌头周围材料流动的研究,分析了搅拌摩擦焊接过程中飞... 采用完全热力耦合模型对搅拌摩擦焊接过程进行模拟,并详细分析了搅拌摩擦焊接过程中的材料流动形式。结果表明,模型可以成功预测搅拌摩擦焊接过程材料流动和温度分布情况。通过对搅拌头周围材料流动的研究,分析了搅拌摩擦焊接过程中飞边现象形成的主要原因。研究了搅拌摩擦焊接构件不同厚度上材料的三维流动形式,通过与二维情况的比较证实,二维情况下的材料流动数值模拟结果对应于搅拌摩擦焊接构件靠近下表面部分的材料流动情况。从等效塑性应变的分布也能证实搅拌头轴肩对靠近上表面的材料行为具有明显影响,而对下表面附近材料行为影响较弱,从而说明二维情况对应三维情况靠近下表面的部分。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊接 完全热力耦合模型 材料流动 有限元法
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FGH96合金惯性摩擦焊过程材料流动行为的数值模拟 被引量:10
10
作者 姬书得 刘伟 +3 位作者 张利国 栾国红 张田仓 陶军 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期109-112,共4页
利用DEFORM软件建立了FGH96合金惯性摩擦焊的三维有限元分析模型,研究了焊接过程中的轴向缩短量变化及材料塑性流动行为的规律.数值模拟结果表明,随着焊接时间的增加,试件轴向缩短量的变化幅度呈现先增加后减小的趋势,这与摩擦界面上材... 利用DEFORM软件建立了FGH96合金惯性摩擦焊的三维有限元分析模型,研究了焊接过程中的轴向缩短量变化及材料塑性流动行为的规律.数值模拟结果表明,随着焊接时间的增加,试件轴向缩短量的变化幅度呈现先增加后减小的趋势,这与摩擦界面上材料的流动速度变化规律相同;当焊接过程达到稳态后,摩擦界面两边界附近的材料主要向界面外流动,而中心区域的材料流动方向主要与试件旋转方向相同. 展开更多
关键词 FGH96合金 惯性摩擦焊 材料流动 数值模拟
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搅拌摩擦焊接过程中搅拌头转速对材料流动的影响 被引量:21
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作者 张洪武 张昭 陈金涛 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期853-859,共7页
使用有限元方法模拟了不同搅拌头转速下,搅拌摩擦焊接过程中Al 6061-T6材料的三维流动,以及材料流动与搅拌头转速的关系,结果表明,在搅拌摩擦焊接过程中,后退侧的材料流动较前进侧更为剧烈,并且随着搅拌头转速的增加,材料流动也会得到... 使用有限元方法模拟了不同搅拌头转速下,搅拌摩擦焊接过程中Al 6061-T6材料的三维流动,以及材料流动与搅拌头转速的关系,结果表明,在搅拌摩擦焊接过程中,后退侧的材料流动较前进侧更为剧烈,并且随着搅拌头转速的增加,材料流动也会得到不同程度增强.搅拌头前方的材料在搅拌头的推动作用下向上涌起,被旋推到搅拌头后方并向下运动,该过程的周而复始是促使搅拌摩擦焊接顺利完成的主要原因.等效塑性应变等值线的形状与材料热影响区、热力影响区以及搅拌区的边界形状具有较好的对应关系,随着搅拌头转速的增加,等效塑性应变随之增加. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊接 转速 有限元分析 材料流动 等效塑性应变
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2024铝合金板搅拌摩擦焊接塑性材料流动的可视化检测与数值模拟(英文) 被引量:12
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作者 武传松 张文斌 +1 位作者 石磊 陈茂爱 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第6期1445-1451,共7页
将薄铜片作为标示材料镶嵌于2024铝合金板中,经搅拌摩擦焊接焊后,用金相法观察其最终位置。参考材料流动的可视化实验结果,建立搅拌摩擦焊传热与材料流动的三维数值分析模型。搅拌针附近塑性材料流动速度分布模式的计算结果与可视化实... 将薄铜片作为标示材料镶嵌于2024铝合金板中,经搅拌摩擦焊接焊后,用金相法观察其最终位置。参考材料流动的可视化实验结果,建立搅拌摩擦焊传热与材料流动的三维数值分析模型。搅拌针附近塑性材料流动速度分布模式的计算结果与可视化实验结果基本一致。当焊接速度一定时,随搅拌针旋转速度的提高,搅拌针附近塑性材料流动加剧。焊核区形状与尺寸的计算结果与实测数据吻合。 展开更多
关键词 2024铝合金 数值模拟 可视化 搅拌摩擦焊 材料流动 传热过程
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基于CEL方法搅拌摩擦焊材料流动及缺陷的模拟 被引量:13
13
作者 朱智 王敏 +3 位作者 张会杰 张骁 于涛 吴振强 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期294-299,共6页
基于欧拉-拉格朗日耦合(CEL)方法,建立一个新的搅拌摩擦焊多场耦合计算模型,模拟焊接过程中焊缝区材料的塑性流动与缺陷形成,并通过开展搅拌摩擦焊试验,分别从温度场、焊缝宏观形貌、焊缝截面塑性应变及焊接缺陷几方面对模拟结果的准确... 基于欧拉-拉格朗日耦合(CEL)方法,建立一个新的搅拌摩擦焊多场耦合计算模型,模拟焊接过程中焊缝区材料的塑性流动与缺陷形成,并通过开展搅拌摩擦焊试验,分别从温度场、焊缝宏观形貌、焊缝截面塑性应变及焊接缺陷几方面对模拟结果的准确性进行验证。结果表明:模拟温度与实测数据吻合较好,最大误差为23.4℃;焊缝宏观形貌、焊缝截面塑性应变区的形状和尺寸均与实际焊缝吻合较好;模型能够较准确地预测焊缝内部孔洞缺陷的形成,且缺陷产生的位置与实际位置相吻合,缺陷尺寸的模拟值略大于其实测值。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 材料流动 焊接缺陷 欧拉-拉格朗日耦合方法 数值模拟
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回填式搅拌摩擦点焊过程的材料流动规律模拟 被引量:14
14
作者 姬书得 卓彬 +3 位作者 马琳 柴鹏 张利国 李政玮 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期39-42,130-131,共4页
利用流体力学软件ANSYS FLUENT模拟了回填式搅拌摩擦点焊过程的材料流动行为,着重分析了搅拌头旋转速度与回填速度对材料流动的影响规律并加以试验验证.结果表明,材料的流动速度随着到套筒内外壁距离的增加而减小,流动速度最大值出现在... 利用流体力学软件ANSYS FLUENT模拟了回填式搅拌摩擦点焊过程的材料流动行为,着重分析了搅拌头旋转速度与回填速度对材料流动的影响规律并加以试验验证.结果表明,材料的流动速度随着到套筒内外壁距离的增加而减小,流动速度最大值出现在套筒端面的外壁处.在套筒内部,流动速度最小的材料位于焊点的中心处,此处的材料流动状态可通过增加旋转速度进行改善;从扩大焊点有效面积的角度来讲,增加搅拌头的旋转速度优于增加回填速度.上述规律得到了试验验证. 展开更多
关键词 回填式搅拌摩擦点焊 数值模拟 材料流动 回填速度
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局部加载条件对筋板类构件成形材料流动影响的模拟研究 被引量:14
15
作者 吴跃江 杨合 +1 位作者 孙志超 樊晓光 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期12-15,共4页
提取并设计了两种能够有效反映筋板类构件成形特点的T形结构。基于DE-FORM有限元软件,研究了局部加载条件(压下区宽度、过渡区宽度、外端约束)对成形过程中材料流动行为的影响规律。结果表明:随着压下区宽度的减小,材料变形行为从镦挤... 提取并设计了两种能够有效反映筋板类构件成形特点的T形结构。基于DE-FORM有限元软件,研究了局部加载条件(压下区宽度、过渡区宽度、外端约束)对成形过程中材料流动行为的影响规律。结果表明:随着压下区宽度的减小,材料变形行为从镦挤变形模式逐步向剪切变形模式转变;分流线位置随着压下区宽度的减小显著内移,而压下量对其影响不明显;过渡区宽度和外端约束对筋错移、过渡区鼓包和筋充填深度差影响显著。研究结果为筋板类构件成形过程合理局部加载工艺方案的确定提供指导。 展开更多
关键词 筋板类构件 局部加载条件 材料流动 数值模拟
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异种铝合金搅拌摩擦焊材料流动行为研究 被引量:13
16
作者 李继忠 马正斌 +1 位作者 董春林 栾国红 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1-4,10,共5页
采用异种铝合金交替排列的方法,研究了搅拌摩擦焊接过程中材料的变形和流动行为。结果表明:采用垂直焊缝交替排列的焊缝表面形成了两套弧纹,其中粗大弧纹是由于在焊接方向上两种铝合金交替排列而产生的周期性变化所致;受焊速和转速的影... 采用异种铝合金交替排列的方法,研究了搅拌摩擦焊接过程中材料的变形和流动行为。结果表明:采用垂直焊缝交替排列的焊缝表面形成了两套弧纹,其中粗大弧纹是由于在焊接方向上两种铝合金交替排列而产生的周期性变化所致;受焊速和转速的影响,材料在前进侧流动剧烈且混合均匀,而后退侧因材料流动较弱仍与母材保持连续分布状态;由于材料塑性变形程度的差异,在轴肩影响区、搅拌针影响区和母材之间形成了明显的分界面。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 异种铝合金 材料流动行为
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轴肩结构对搅拌摩擦焊过程中材料流动的影响 被引量:5
17
作者 张利国 孟庆国 +2 位作者 姬书得 栾国红 柴鹏 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期99-102,108,共5页
考虑材料参数随温度的变化关系以及搅拌头的实际结构形式,利用ANSYS FLUENT软件对搅拌摩擦焊过程中材料的流动行为进行了数值分析,研究了轴肩结构分别为平面、内凹与同心圆时的材料流动规律.研究表明,当轴肩结构发生变化时,焊件表面及... 考虑材料参数随温度的变化关系以及搅拌头的实际结构形式,利用ANSYS FLUENT软件对搅拌摩擦焊过程中材料的流动行为进行了数值分析,研究了轴肩结构分别为平面、内凹与同心圆时的材料流动规律.研究表明,当轴肩结构发生变化时,焊件表面及内部的材料流动趋势基本相同;靠近焊件表面的材料流动速度在轴肩结构为同心圆时最大,在轴肩结构为平面时最小.从避免搅拌摩擦焊根部缺陷的角度看,同心圆轴肩的搅拌头优于内凹轴肩,这一规律得到了试验证实. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 轴肩结构 材料流动 数值分析
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搅拌摩擦焊中材料流动行为数值模拟的研究进展 被引量:26
18
作者 陈高强 史清宇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第22期11-21,共11页
搅拌摩擦焊是一种革命性的焊接技术。相比于熔化焊,搅拌摩擦焊在铝合金、镁合金等材料的焊接方面具有明显的优势。而搅拌摩擦焊过程中材料在熔化温度以下经历剧烈的塑性流动,这与传统焊接过程有着明显不同,因此非常有必要对搅拌摩擦焊... 搅拌摩擦焊是一种革命性的焊接技术。相比于熔化焊,搅拌摩擦焊在铝合金、镁合金等材料的焊接方面具有明显的优势。而搅拌摩擦焊过程中材料在熔化温度以下经历剧烈的塑性流动,这与传统焊接过程有着明显不同,因此非常有必要对搅拌摩擦焊过程中的材料流动行为进行研究。由于试验方法本身在空间与时间上的局限性,数值模拟成为研究搅拌摩擦焊过程中的材料流动行为的重要方法。分析搅拌摩擦焊过程中的物理过程,从数值方法、热源模型、边界摩擦模型、材料本构模型这四个方面介绍搅拌摩擦焊中材料流动行为的数值模拟的最新研究进展及相关应用。对当前搅拌摩擦焊材料流动模拟中存在的不足进行分析,提出未来研究中应关注的研究方向。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 材料流动 数值模拟
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不同过程参数对搅拌摩擦焊接中材料流动以及残余应力分布的影响 被引量:7
19
作者 张洪武 张昭 陈金涛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期103-108,共6页
通过有限元法建立了搅拌摩擦焊接的二维模型,并研究了不同工艺参数下搅拌摩擦焊接过程中材料的流动以及残余应力的分布。在搅拌摩擦焊接过程中,切向流动构成了材料流动的主要形式,并且材料流动最为剧烈的区域发生在后退侧。在材料的切... 通过有限元法建立了搅拌摩擦焊接的二维模型,并研究了不同工艺参数下搅拌摩擦焊接过程中材料的流动以及残余应力的分布。在搅拌摩擦焊接过程中,切向流动构成了材料流动的主要形式,并且材料流动最为剧烈的区域发生在后退侧。在材料的切向流动中,材料的流动方向不是单一的,可能会形成漩涡。搅拌头平移速度和转速的增加,都能使材料在后退侧的流动变得更为剧烈,但是在材料流动速度较小的区域,参数的改变对材料流动的影响很小。纵向残余应力的最大值始终发生在热影响区的边界,并且纵向残余应力在靠近焊缝中心线的附近一般为正值,而在靠近焊接构件边界的地方,残余应力则表现为负值。纵向残余应力的最大值随着搅拌头平移速度的增加而有所增加,但是搅拌头转速的变化对纵向残余应力的分布影响不大。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊接 残余应力 材料流动 有限元模拟
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利用局部摩擦优化锻压成形的材料流动 被引量:4
20
作者 张立力 戴映荣 +1 位作者 曹飞 曾琦 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期40-43,共4页
在锻压成形过程中 ,摩擦不仅大大提高了模具载荷、变形温度 ,而且影响了变形过程中的应变分布及材料流动。本文采用塑性成形有限元分析锻压成形过程 ,提出改变模具局部摩擦的方法以优化工件材料流动和流动速度 ,避免锻压件的成形缺陷和... 在锻压成形过程中 ,摩擦不仅大大提高了模具载荷、变形温度 ,而且影响了变形过程中的应变分布及材料流动。本文采用塑性成形有限元分析锻压成形过程 ,提出改变模具局部摩擦的方法以优化工件材料流动和流动速度 ,避免锻压件的成形缺陷和确保模具中金属充满。将此方法应用于ABS汽车轮毂和曲轴成形过程 。 展开更多
关键词 数值模拟 局部摩擦 材料流动 汽车 轮毂 曲轴 锻压
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