金属基智能复合材料超声波焊接制造机理与方法研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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金属基智能复合材料超声波焊接制造机理与方法研究

项目名称：金属基智能复合材料超声波焊接制造机理与方法研究
项目类别：地区科学基金项目
批准号：50865007
申请代码：E050803
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2009-01-01-2011-12-31

项目负责人：朱政强
负责人职称：教授
依托单位：南昌大学
批准年度：2008

中文摘要：

金属基智能复合材料具有自我感知、自我诊断和自我管理能力，相比聚合物基智能复合材料，具有更高强度，适合在高温、高腐蚀性及恶劣环境中使用，可满足更高安全需要等优点。本项目使用超声波金属焊接快速成型方法埋入光纤布拉格光栅（FBG）传感器至6061铝基体中来制造金属基智能复合材料。对超声波金属焊接、光纤传感器埋入6061铝基体进行了理论分析和有限元仿真，并对FBG传感器埋入铝基体的组织性能和传感性能实验结果进行了可行性研究。首先，FBG传感器可埋入金属基体的两个关键机制为超声波金属焊接的表面效应和体积效应。基于这两个关键机制建立了材料模型和摩擦模型，并依托所建立的计算分析模型实现了超声波金属焊接的热-机耦合有限元分析，表明FBG传感器可埋入铝基体而不至破坏失效。其次，通过实验方法优化了光纤传感器埋入铝基体的焊接参数，最后，考虑到FBG传感器埋入金属基体中极易破坏失效，因此对FBG传感器进行了金属化保护，并使用优化的焊接参数成功埋入了FBG传感器。获得了具备较好温度传感性能的金属基智能复合材料，说明超声波金属焊接制备金属基智能复合材料是切实可行的。

中文主题词：金属基智能复合材料；超声波金属焊接；光纤布拉格光栅（FBG）；6061铝合金；热-机耦合有限元分析

结论摘要：

英文主题词Metal matrix smart composites; ultrasonic metal welding; fiber Bragg gratings(FBG); 6061 aluminum alloy;thermal-mechanical coupled finite element

成果综合统计