7a52铝合金焊接接头表面纳米化前后残余应力有限元分析

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1、原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古工业大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学

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3、利用ANSYS有限元软件，对该焊接接头表面纳米化前后的残余应力进行了有限元分析。旨在从理论上深入探讨表面纳米化对焊接残余应力的影响规律，从而为7A52铝合金焊接接头表面纳米化的试验研究提供理论指导。取得的主要结果和结论为：（1）焊接温度场计算结果表明：采用ANSYS的“生死”单元技术实现了多层焊中焊缝填充的动态过程，与真实试验过程基本吻合。焊缝区的最高温度可达到837℃，与理论计算结果一致。（2）焊接应力场计算结果表明：焊缝区的纵向残余应力均为拉应力。沿板宽方向，拉应力数值在24～99MPa之间；而沿焊缝方向，最大值为68

4、MPa。焊缝区的横向残余应力既有拉应力，也有压应力。沿板宽方向，均为拉应力，最大值为22MPa；而沿焊缝方向，两端为压应力，最大值为16MPa，中间部位附近区域为拉应力，最大值为22MPa。（3）固溶-人工时效处理应力场计算结果表明：焊缝区的纵向残余拉应力有所减小。沿板宽方向，最大拉应力由固溶处理前的99MPa减小到56MPa；而沿焊缝方向，最大拉应力由固溶处理前的68MPa减小到56MPa。焊缝区的横向残余应力既有拉应力，也有压应力，与固溶处理前相比，拉应力减小，压应力增大。沿板宽方向均为拉应力，最大拉应力由固溶处理前的

5、22MPa减小到18MPa；而沿焊缝方向，两端为压应力，最大压应力由固溶处理前的16MPa增加到17MPa，中间部位附近区域为拉应力，最大拉应力由固溶处理前的22MPa减小到18MPa。（4）表面纳米化应力场计算结果表明：随着高能喷丸时间的增加，沿板宽和焊缝方向的纵向、横向残余应力的变化规律为，拉应力逐渐减小并转化为压应力，压应力逐渐增大，高能喷丸饱和时间为30min。焊缝区的纵向残余应力既有拉应力，也有压应力。沿板宽方向，最大拉应力由高能喷丸前的56MPa减小到27MPa，最大压应力由高能喷丸前的10MPa增大到27MP

6、a；沿焊缝方向，最大压应力为13MPa，最大拉应力由高能喷丸前的56MPa减小到27MPa。焊接接头各区的横向残余应力均为压应力。沿板宽方向，最大压应力为20MPa；沿焊缝方向，最大压应力由高能喷丸前的17MPa增加到39MPa。关键词：7A52铝合金；表面纳米化；固溶-人工时效处理；残余应力；有限元分析Abstract7A52super-hardaluminumalloyisakindofmaterialcommonlyusedinweldedcomponentsofmilitaryvehicles.Inthispape

7、r,basedonsurfacenanocrystallization(SNC)testofTANDEMMIGweldedjointofthealloy,byfiniteelementsoftwareANSYS,afiniteelementanalysiswasmadeonresidualstressoftheweldedjointbeforeandaftersurfacenanocrystallization.TheimpactontheweldingresidualstressthatbemadebySNCwasdis

8、cussedprofoundlyintheory,inordertoprovidetheoreticalguidancefortheSNCtestresearchoftheweldedjointof7A52aluminumalloy.Themainresultsandconclusionswereobt