锥形端面对铝/钢连续驱动摩擦焊温度场的数值模拟研究

张昌青; 师文辰; 罗德春; 王树文; 刘晓; 崔国胜; 陈波阳; 张忠科; 辛舟; 芮执元

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接头结构设计是连续驱动摩擦焊的一项重要工艺措施,对改善界面产热功率的不均匀性和提升接头力学性能有显著作用。本工作在钢侧待焊端面设计5°、10°、15°、20°、25°的锥度角,利用ABAQUS进行有限元分析,采用耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了焊接过程的三维热力耦合模型,分析了锥度大小对接头成型、温度场分布、塑性金属形成的变化规律,并开展焊接实验,验证了计算结果的准确性。结果表明:接头宏观形貌、轴向缩短量与实验结果吻合较好,计算温度与实测数据相对误差约为3.5%~4.8%,变化趋势相同;锥形结构使界面高温区域发生移动,5°与15°接头2/3 R处温度最高,25°接头1/3 R处温度最高,产热集中位置向界面中心移动,产热集中区域宽度变窄,塑性环的位置、宽度与计算的温度场具有较好的一致性。

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来源
《材料导报》 |2022年第15期|153-159|共7页
作者
张昌青; 师文辰; 罗德春; 王树文; 刘晓; 崔国胜; 陈波阳; 张忠科; 辛舟; 芮执元;
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作者单位

兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;

兰州理工大学材料科学与工程学院;

兰州理工大学机电工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类其他特种焊接;
关键词
连续驱动摩擦焊; 锥度接头; 耦合的欧拉-拉格朗日法; 数值模拟; 温度场;

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