1060鋁攪拌摩擦焊流場的數(shù)值模擬.pdf

1、本文研究內(nèi)容是1060鋁攪拌摩擦焊塑性金屬的流動，首先通過單因素試驗做不同參數(shù)的1060鋁攪拌摩擦焊試驗，分析試驗結(jié)果，得出試驗參數(shù)較好值進行溫度場和流場的模擬。其次建立三維穩(wěn)態(tài)流場模型，得出攪拌摩擦焊流場，著重分析各截面流場的塑性金屬流動情況，用焊接試驗結(jié)果驗證流場結(jié)果。流場的流動離不開攪拌頭摩擦所產(chǎn)生的溫度，所以接著也建立了溫度場模型并分析了攪拌摩擦焊溫度場。受試驗中改變參數(shù)來獲取不同參數(shù)對焊接結(jié)果的影響成本較大和一些不具備試驗條件

2、等限制，本文是通過模擬參數(shù)和攪拌頭形狀的改變獲取不同流場流動的結(jié)果。主要內(nèi)容分為如下部分：
　　使用三組不同的焊接速度和攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度進行焊接試驗，觀察焊縫表面成形情況，得出試驗焊接效果較好值參數(shù)。分析不同焊接參數(shù)對焊縫表面成形的影響。對攪拌摩擦焊結(jié)果中出現(xiàn)的缺陷分析機理。觀察焊接效果較好值金相組織并進行力學性能測試。
　　通過計算流體力學軟件 FLUENT建立了1060鋁攪拌摩擦焊流場有限元模型，利用數(shù)值模擬對材料的塑型金

3、屬三維流場進行了研究。結(jié)果表明厚度方向上隨著離軸肩距離的增大，塑型金屬流動速度逐漸減弱，流動越不充分。縱截面流場各處速度方向多處發(fā)生改變。橫截面速度場并不對稱，返回邊的速度比前進邊的速度大。
　　通過庫倫摩擦產(chǎn)熱機制推導攪拌頭各處產(chǎn)熱模型公式，利用 Fluent對焊接穩(wěn)態(tài)的溫度場進行了研究。結(jié)果表明軸肩對工件的摩擦是主要產(chǎn)熱方式，溫度分布不關(guān)于焊縫對稱。通過對鋁合金攪拌摩擦焊塑性金屬流動的研究，獲取焊接參數(shù)和攪拌頭形狀對流場流動影