《基於性能預測的攪拌摩擦焊接計算方法研究》是依託大連理工大學,由張昭擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於性能預測的攪拌摩擦焊接計算方法研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張昭
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過攪拌摩擦焊接的界面行為機理的研究，建立基於流體力學和固體力學的攪拌摩擦焊接模型之間的關聯。基於所建立的模型和再結晶理論，研究晶粒大小和焊接結構變形與溫度變化的關係，進一步建立熱影響區大小以及焊接質量與焊接參數之間的關係。通過蒙托卡羅法計算微觀結構隨焊接參數的變化，確立基於微觀結構最佳化設計的攪拌摩擦焊接力學模型，並研究焊接缺陷產生的機理。通過對焊接缺陷產生機理的研究和損傷模型的建立，研究無法避免的焊接微缺陷對焊接結構力學性能的影響，最終確立焊接結構力學性能和巨觀焊接參數控制的關係，發展和完善基於性能預測的攪拌摩擦焊接計算模型和計算平台。
結題摘要
建立了基於固體力學和流體力學的攪拌摩擦焊接歐拉模型，分析了攪拌摩擦焊接過程中的熱生成機理，分析了攪拌摩擦焊接中的界面流動行為機理。基於所建立的攪拌摩擦焊接有限元模型，進一步結合再結晶理論，通過數值分析研究了焊接參數對攪拌摩擦焊接攪拌區、熱影響區大小的影響以及對攪拌區晶粒尺寸變化的影響。通過建立Monte Carlo模型模擬了攪拌摩擦焊接中不同焊接區域的晶粒長大過程，通過與已有文獻的對比驗證了模型的有效性，並進一步討論了焊接參數的影響及機理。通過建立攪拌摩擦焊接的順序熱力耦合模型，在預測和模擬攪拌摩擦焊接構件殘餘狀態的基礎上，研究了殘餘應力分布對攪拌摩擦焊接構件疲勞壽命的影響。提出了攪拌頭受力計算和疲勞應力計算的解析方法，系統研究了焊接參數對攪拌頭受力和疲勞壽命的影響。相關工作的完成為攪拌摩擦焊接機理研究提供了新的理論支持，為攪拌摩擦焊接技術的進一步工業化套用提供了支持和幫助。
