邢保英
,
何晓聪
,
唐勇
,
许静楠
,
曾凯
材料导报
对自冲铆接头进行静力学试验,观察和分析力学性能的差异和失效形式.用ANSYS/LS-DYNA模拟铆接过程中各个阶段材料的流向分布,观察自冲铆成形过程.以5052铝合金自冲铆接头为金相实验对象,采用阳极化制膜进行制样,微分干涉相衬法对其进行组织形态和流向观察分析,验证模拟结果,从微观角度分析自冲铆的成形机理及对接头力学性能的影响.
关键词:
自冲铆
,
5052铝合金
,
有限元模拟
,
微分干涉相衬法
,
材料流动
张昭
,
张洪武
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2006.03.017
采用数值模拟手段,分析了在搅拌摩擦焊接过程中不同材料的变形情况及其残余应力的分布,研究了材料变形与残余应力之间的关系,并建立了异种金属搅拌摩擦焊接的模型.研究结果表明,搅拌摩擦焊接过程中材料的流动主要集中在焊接构件的后退侧,且在搅拌摩擦焊接过程中铝合金较钢表现出更好的流动性能.残余应力分布呈现典型的双峰特征,残余应力的最大值发生在热影响区的边界.拉伸残余应力较大的区域与等效塑性应变较大的区域具有较好的对应关系.异种金属焊接会增大焊接构件搅拌区内较软材料一侧的残余应力.
关键词:
搅拌摩擦焊接
,
材料流动
,
残余应力
,
异种金属
张利国
,
孟庆国
,
姬书得
,
栾国红
,
柴鹏
材料科学与工艺
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.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
轴肩结构
,
材料流动
,
数值分析
张昭
,
张洪武
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.05.026
为研究金属粘性效应时的搅拌摩擦焊接材料流动行为,采用率相关本构描述搅拌摩擦焊接过程中的材料行为,并与非率相关材料模型的计算结果进行了对比.结果显示,由于考虑了金属的粘性效应,用率相关材料模型模拟搅拌摩擦焊接过程能更好地反映材料流动行为的本质.在搅拌摩擦焊接中,材料沿搅拌头切向方向的运动构成了搅拌摩擦焊接构件材料流动的主要形式.焊接构件-搅拌头接触面上的接触压力在搅拌头前方较大,在搅拌头后方较小,这一规律在率相关模型中更为明显.搅拌头前方材料在搅拌头的挤压之下向远离搅拌头的方向运动,而搅拌头后方的材料要填充由于搅拌头的移动而留下的空间,这一过程是保证搅拌摩擦焊接顺利完成的一个主要因素.因此,用率相关模型模拟搅拌摩擦焊接过程中的材料力学行为更为接近真实情况.
关键词:
搅拌摩擦焊接
,
材料流动
,
率相关
,
应变率
张小兵
,
龙士国
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.12.024
利用LS-DYNA软件采用实体单元及动力显式算法模拟了镍镀层钢带深冲成形过程.板料与模具之间采用主从面对算法,摩擦力服从库仑摩擦定律,界面结合采用固连断开接触模型.结果表明:镀层与基体在深冲成形过程中不会出现界面失效,基体与镀层应力-应变分布以及材料流动规律大致相同,但镀层的应力-应变分布情况更复杂,表现为个别地方分布的不均匀;同时通过改变板料与模具间的摩擦因数,可减小摩擦有利于材料成形性能的改善.
关键词:
动力显式算法
,
镍涂层钢带
,
材料流动
,
LS-DYNA软件
张昭
,
陈金涛
,
张洪武
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2005.06.007
使用基于固体力学的有限元方法模拟了不同压紧力作用下,搅拌摩擦焊接过程中焊接构件材料的三维流动过程.作为搅拌摩擦焊接工艺的重要参数,压紧力的变化会影响到搅拌摩擦焊接中靠近焊缝中心线材料的流动情况.在搅拌摩擦焊接工艺当中,材料的等效塑性应变可以对应于焊接构件的微结构分布情况.压紧力的变化仅仅会影响搅拌区内的等效塑性应变分布,并且在搅拌区内,压紧力的变化和等效塑性应变的变化具有准线性的关系.
关键词:
搅拌摩擦焊接
,
有限元
,
材料流动
,
等效塑性应变
姬书得
,
刘伟
,
张利国
,
栾国红
,
张田仓
,
陶军
材料科学与工艺
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.
关键词:
FGH96合金
,
惯性摩擦焊
,
材料流动
,
数值模拟
张洪武
,
张昭
,
陈金涛
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.08.014
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.
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
宋波
,
左敦稳
,
邓永芳
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.14.004
采用切片法,对3mm厚2024铝合金和AZ31镁合金异种金属搅拌摩擦连接对接接头从截面和表面两个方向逐步层切,对每一截面抛光、腐蚀、拍照,并通过二维图像对接头进行了简单的三维重构,从而确定了3mm厚铝/镁合金异种搅拌摩擦连接接头的金属材料流动状况.结果表明,接头垂直方向不同层面的金属流动模式不同,同一层面前进侧和后退侧关于对接中心线材料流动也不对称.锯齿间距等于进给速度和搅拌头转速的比值表明,搅拌头每旋转一周,材料在搅拌头后部完成一次堆积.接头中下部的孔洞缺陷是由材料流动不充分造成的.低转速进给速度比的工艺参数使得材料流动主要发生在水平层面.
关键词:
搅拌摩擦连接
,
材料流动
,
铝合金
,
镁合金
,
异种金属连接
