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接触模型对搅拌摩擦焊接数值模拟的影响
  • 期刊名称:金属学报, 44(1):85-90, 2008. (SCI, EI收录)
  • 时间:0
  • 分类:TG402[金属学及工艺—焊接]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金项目10225212和10421202,国家重点基础研究发展计划项目2005CB321704,国家高技术研究发展计划项目2006AA09Z326,长江学者和创新团队发展计划项目以及大连理工大学理学学科研究基金项目资助 对中国科学院金属研究所马宗义研究员与本文作者进行的有益讨论和给予的帮助表示感谢.
  • 相关项目:计算力学与工程科学计算
中文摘要:

在完全热力耦合搅拌摩擦焊接数值模型中采用两种接触模型——经典的Coulomb接触模型和修正的Coulomb接触模型,模拟了搅拌摩擦焊接过程,以分析不同接触模型对搅拌摩擦焊接过程数值模拟的影响、结果表明,对于低转速的搅拌摩擦焊接,两种模型的预测结果区别不大;但是对于高转速,由于界面摩擦剪切应力没有上限,采用经典的Coulomb接触模型无法模拟,需采用修正的Coulomb接触模型、搅拌头转速的增加不会改变搅拌摩擦焊接技术固态连接的本质.当采用高转速时,焊接构件上、下表面的变形趋于均匀,有利于得到均匀的显微结构.

英文摘要:

Two contact models, the classical Coulomb contact model and the modified Coulomb contact model, are used in a fully coupled thermo-mechanical numerical model of friction stir welding, and the suitabilities of the two models to simulate the welding process are analyzed. Results indicated that there are little differences between the numerical results of the two contact models for friction stir welding in low rotating speed. In high rotating speed, the classical Coulomb contact model fails due to no limit of shear stress at the interface, but the modified Coulomb contact model may be used. The increase of the rotating speed does not change the nature of solid joining in friction stir welding. When higher rotating speed is adopted, the deformations on the top and bottom surfaces of the weldment become more similar, which led to more uniform microstructures.

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