国家自然科学基金(50875146)
- 作品数：7 被引量：107H指数：5
- 相关作者：史清宇吴爱萍鄢东洋刘鹏孙延军更多>>
- 相关机构：清华大学山东建筑大学山东大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺电气工程更多>>
- 焊接数值模拟中以温度为控制变量的高效算法被引量：24
- 2009年
- 对焊接数值模拟中的各种加速计算方法进行了细致研究,并在分段热源法的基础上提出了温度函数法.和分段热源法相比较,温度函数法将焊接数值模拟中的控制变量由热量转变为温度,增加了焊接温度场的可控制性,并提高了模拟温度场在模型宽度和厚度方向与实际焊接温度场的一致性.文中通过铝合金薄板搅拌摩擦对焊的模型对温度函数法进行验证.结果表明,温度函数法得到的残余应力和变形结果与移动热源方法得到的结果具有一致性,并且和实际试验测量结果吻合,计算效率有大幅度的提高,能够达到工程应用的需要.
- 鄢东洋史清宇吴爱萍Silvanus Juergen
- 关键词：数值模拟
- 搅拌摩擦焊温度场被引量：33
- 2010年
- 搅拌摩擦焊接过程中温度场的分布对焊缝成形质量具有重要的影响。该文结合数值模拟和实验方法,研究搅拌摩擦焊接过程的温度场。基于ALE(arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法建立完全热-力耦合的有限元模型,对搅拌摩擦焊接过程开展数值仿真,同时在模型中考虑塑性变形产热。选取两组不同工艺参数(旋转速度分别为600 r/min和800 r/min)对温度场的分布进行计算,并在相同的工艺参数下测量焊接过程中距焊缝不同位置处的峰值温度。数值模拟和实验对比结果表明:该模型能准确地模拟搅拌摩擦焊接过程中的准稳态温度分布情况;搅拌摩擦焊峰值温度低于材料的固相线;焊缝前进侧温度稍高于后退侧。
- 史清宇王细波康旭孙延军
- 关键词：搅拌摩擦焊有限元模拟温度场
- 新型非晶增强铝基复合材料的制备及组织性能被引量：7
- 2009年
- 利用搅拌摩擦加工技术制备了一种新型的非晶增强铝基复合材料,用金相、显微硬度计及扫描电镜等分析复合材料的显微组织、硬度以及成分组成.结果表明,复合材料主要由母材和非晶带经搅拌摩擦加工后交替形成的层状结构组成,其显微硬度与母材相比有所提高.复合材料主要由-αAl,Mg2Al3,MnAl6以及La3Al11等物相组成,原始非晶带经搅拌摩擦加工后存在一定的晶化特征,而非晶的晶化可能是摩擦热、机械搅拌力以及轴肩压力等综合因素共同作用的结果.
- 刘鹏史清宇边秀房徐淑波任国成
- 关键词：金属基复合材料搅拌摩擦加工非晶合金显微组织
- 搅拌摩擦焊接的热力耦合分析模型被引量：32
- 2010年
- 随着数值模拟技术在搅拌摩擦焊接研究中的应用日益广泛,对模型本身的准确程度要求越来越高,因而针对数值分析模型的研究显得更有意义。通过分析搅拌摩擦焊接热力耦合计算方面的相关资料,结合实际开展的搅拌摩擦焊接试验以及试验过程中对部分物理量的测量和分析,建立更加完善的搅拌摩擦焊接数值模拟模型。对生热过程、材料模型、夹具约束以及搅拌头机械载荷作用都进行细致分析和探讨,在新模型中采用被焊材料的剪切极限作为生热驱动力,考虑被焊材料的力学性能随温度和温度历史发生变化,建立夹具和试板之间的接触关系,并在力学分析模型中将搅拌头机械载荷简化考虑。利用新建立的数值分析模型对铝合金薄板搅拌摩擦焊接过程进行模拟,得到和试验结果吻合较好的温度场、残余应力和变形结果。
- 鄢东洋史清宇吴爱萍JUERGEN Silvanus张增磊
- 关键词：搅拌摩擦焊数值模拟残余应力
- 搅拌摩擦焊中工艺参数对扭矩的影响被引量：4
- 2010年
- 通过在6056—T6的铝合金薄板上设计不同旋转频率、不同下压量的搅拌摩擦点焊试验,测量焊接过程中的搅拌头扭矩、下压作用力和试板温度曲线来研究焊接工艺参数对扭矩的影响.结果表明,在旋转频率相同而下压量不同的试验中,搅拌头扭矩随下压作用力增大而增大,而引起扭矩增大的最主要原因是下压作用力使搅拌区材料的力学性能发生了改变;在下压量相同而旋转频率不同的焊接试验中,搅拌头扭矩随旋转频率升高而减小,但扭矩和旋转频率的乘积(即焊接热输入功率)却随旋转频率升高而增大,分析认为旋转频率通过温度和材料的应变速率两个途径对搅拌头扭矩产生了影响,而温度的影响作用更显著.
- 鄢东洋史清宇吴爱萍Silvanus Juergen
- 关键词：搅拌摩擦焊扭矩旋转频率
- 采用搅拌摩擦焊方法制备的非晶增强铝基复合材料的微观组织分析被引量：3
- 2010年
- 利用金相、EDS、XRD及TEM试验等对采用源于搅拌摩擦焊方法的搅拌摩擦加工技术制备的非晶增强铝基复合材料的微观组织结构进行试验分析.结果表明,非晶增强体与基体5A06铝合金经过搅拌摩擦加工过程充分的搅拌作用,获得了层状混和组织结构.复合材料中存在大量的90~400 nm纳米级组织,主要由-αA l与-αA l非晶组织构成.纳米级组织的存在有助于复合材料性能的提高,而非晶结构的存在表明非晶增强体在搅拌摩擦加工过程中并未完全晶化.
- 刘鹏史清宇霍玉双张元彬李阳
- 关键词：金属基复合材料搅拌摩擦焊搅拌摩擦加工非晶合金
- 搅拌摩擦焊接过程的试验测量及分析被引量：18
- 2010年
- 通过设计一系列搅拌摩擦焊接试验,详细测量和分析焊接温度场分布、搅拌头机械载荷、残余应力和残余变形.试验发现,搅拌摩擦焊的温度测量结果的准确性取决于采样频率和热电偶的定位方法;搅拌头的机械载荷主要表现为下压力和扭矩,它们在准稳态焊接的条件下会保持稳定,但取值随焊接参数的变化而发生相应变化;焊接残余应力的主要成分是纵向应力,焊缝区域内呈现较高水平的拉应力,分布呈不对称的双峰特征;薄板的焊接变形具有马鞍形和反马鞍形两种形态,且变形程度受到薄板尺寸、旋转频率和焊接速度的影响.
- 鄢东洋史清宇吴爱萍Juergen Silvanus刘园
- 关键词：搅拌摩擦焊温度场残余应力
