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本课题是上海汽车工业基金汽车轻量化研究工作的一部分。本课题旨在对铝合金结构的焊接变形进行数值分析,为制定和优化焊接工艺提供必要的参考。
在使用热弹塑性方法时,由于铝合金在焊接过程中刚性变化较大,尤其焊缝区软化明显,因此在模拟时需要考虑的因素较多。本文重点考虑了焊接热效率系数η的修正、有效热源半径R的选取以及热源加载方式的确定。同时,通过对不考虑软化和考虑软化两种模型的计算结果与试验数据的比较,证明在考虑软化时,模拟结果更加合理,可以对6061铝合金焊接变形的预测提供参考。
在使用固有应变法时,焊缝区的纵向收缩系数K和横向收缩系数ξ的确定是关键性的一步。目前文献中只有碳钢的K和ξ的曲线,限制了这一方法的应用范围。本课题通过一系列焊接实验的变形数据,绘制了K与qv/F的关系曲线和ξ与B*qv/h2的关系曲线,证明了在使用固有应变法对6061铝合金的焊接变形进行预测时,K取值在9.5×10-7cm3/J 到17×10-7cm3/J之间 , 取值在5×10-6cm3/J到8×10-6cm3/J之间,分别为碳钢的2~3倍。