【摘 要】
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搅拌摩擦连接(Friction Stir Joining,简称FSJ)是一种先进的连接技术,近年来在航空航天、交通运输等领域受到广泛关注,具有广阔的应用前景。本文以铝合金板材为对象,采用实验与数
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搅拌摩擦连接(Friction Stir Joining,简称FSJ)是一种先进的连接技术,近年来在航空航天、交通运输等领域受到广泛关注,具有广阔的应用前景。本文以铝合金板材为对象,采用实验与数值模拟相结合的方法,对FSJ过程作用力、连接区域的温度场、应力场以及变形等开展深入研究。所开展的主要研究工作包括以下几个方面:1、采用专用的搅拌摩擦连接测力仪,对两种铝合金板材的FSJ作用力开展了测试实验研究;分析了连接参数对X、Y、Z三个方向作用力的影响规律。2、建立了FSJ过程的热源模型,开展了FSJ过程的温度场仿真研究,获得了FSJ过程的温度场分布云图。3、考虑热力耦合效应,对连接区域的应力场进行了有限元仿真分析,分别研究了FSJ过程中上、下表面的纵向应力、横向应力和法向应力随时间的变化趋势;采用小孔法测量了FSJ的残余应力,验证了有限元分析的有效性。4、在应力分析的基础上,对工件的变形开展了数值模拟,分析了不同时刻搅拌头邻近区域的位移分布情况,得到了离连接中心不同位置处以及板厚方向的变形量变化趋势,并开展了实验验证。
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