半固態(tài)攪拌釬焊鋁基復(fù)合材料流體仿真模擬的研究.pdf

1、本文使用專業(yè)的計(jì)算機(jī)流場數(shù)值模擬軟件，通過對(duì)非真空下半固態(tài)攪拌釬焊的焊接過程建立了二維的數(shù)值計(jì)算模型，將釬料流體視為黏性、層流、不可壓縮的牛頓流體，攪拌頭看作旋轉(zhuǎn)類型的實(shí)體，通過設(shè)定速度入口的邊界條件實(shí)現(xiàn)焊接平臺(tái)移動(dòng)的效果。使用該計(jì)算模型主要討論了焊接溫度T、焊接移動(dòng)速度v、攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度ω、攪拌頭尺寸D四種焊接參數(shù)對(duì)焊縫釬料流場的影響，并分別對(duì)四種焊接參數(shù)進(jìn)行了實(shí)際的焊接實(shí)驗(yàn)，試圖通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬出的焊縫釬料流場分布形態(tài)來預(yù)測和解釋

2、實(shí)際的焊接情況，同時(shí)通過實(shí)際的焊接實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬模型是否正確。最終，在計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬基礎(chǔ)上，制定一種優(yōu)化的非真空下半固態(tài)攪拌釬焊鋁基復(fù)合材料的焊接工藝。
　　使用該計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬模型基本能夠解釋焊接接頭焊縫的宏觀形貌、微觀界面形貌以及焊縫接頭的抗剪切力學(xué)性能，同時(shí)，物理焊接實(shí)驗(yàn)基本能夠驗(yàn)證該計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬模型的計(jì)算結(jié)果。
　　通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算得到：在半固態(tài)區(qū)間內(nèi)，焊接溫度T越低攪拌力場對(duì)基體壁面的作用越明顯，

3、但是溫度較低會(huì)影響焊縫釬料的成形；焊接移動(dòng)速度V主要影響兩邊界面力場分布的均勻性，對(duì)界面力場的大小影響不大，焊接速度V越低，兩側(cè)界面力場分布越均勻；攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度ω主要影響旋轉(zhuǎn)力場對(duì)基體壁面作用強(qiáng)度和壁面兩側(cè)力場均勻分布的情況，攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度ω越高，旋轉(zhuǎn)力場對(duì)壁面的沖擊與剪切作用越大，同時(shí)兩側(cè)壁面的力場分布越均勻；攪拌頭尺寸大小D主要影響旋轉(zhuǎn)力場對(duì)基體表面的作用強(qiáng)度，攪拌頭越大，釬料流場對(duì)基體壁面的作用越強(qiáng)烈。
　　通過該模型計(jì)算