铝合金电阻点焊过程的数值模拟及能量分析研究-材料加工工程专业毕业论文

《铝合金电阻点焊过程的数值模拟及能量分析研究-材料加工工程专业毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、天津大学博士学位论文铝合金电阻点焊过程的数值模拟及能量分析研究姓名：李宝清申请学位级别：博士专业：材料加工工程指导教师：单平2002.1.1天津人学博十学位论文摘要(铝合会电阻点焊所存在的焊点质量问题和电极烧损问题限制了该工艺在汽乍、航天航空等领域的应用。点焊过程机理研究是解决这些问题的基础力本文采刖数值模拟方法对餐吕合金点焊的过程机理进行了研究，分析了铝合金点焊过程中的力、热、电行为；通过剥点焊过程的能量分析，揭示了铝合金点焊过程中各区域的产热规律和能量分布规律；并根据能量分析的结果和铝合金点焊问题的存在原因提出了改善铝合余点焊质量

2、的工艺措施。＼预压阶段确定了点焊过程的初始条件，对点焊过程有较大影响玎本文首先建：泣了铝合金点焊预压接触分析的有限元模型，对铝合金点焊预压阶段的接触行为进行了数值分析，讨论了预压接触行为的主要影响因素与规律。(在试验的基础上，通过数据拟合得出了适于铝合金点焊的接触电阻计算公式，为铝合金点焊过程的数值模拟奠定了基础。、l在预压接触分析和接触电阻分析的基础上，本文建立了铝合金点焊过程的力、热、电耦合分析有限元模型，通过对ANSYS进行二次开发，实现了锥台形和球形两种电极条件卜铝合会电阻点焊过程力、热、电行为的耦合分析。屿以往模型相比，考虑

3、了变形、接触面变化和热电效应对热电分析的影响；考虑了接触j_1i强、温度和二者的“滞后效应”对接触电阻的影响。试验结果表明本文所建模型可比较准确地反映铝合金电阻点焊的实际过程。、I利用本文建立的铝合金电阻点焊数值模拟模型，对锥台形和球形两种电极条件下的铝合金电阻点焊过程进行了数值模拟。(对铝合金点焊过程中接触面、接触瓜力、电流密度、接触电阻、本体电阻、温度场的变化规律进行了定量分析，从理论上探明了铝合金点焊过程的形核机理，解释了铝合金直流点焊中电极的不对称烧损问题及铝合会点焊时球形、锥台形两种电极_fEJf]寿命的差异。≈在钳合余点焊

4、过程数值模拟的基础}i，提出了点焊过程产热和能量分布的定最分析方法。／通过产热分析，揭示了譬吕合金点焊过程中接触电阻和本体电阻产热的定量规律及其数量关系。通过能量分布分析，揭示了电极区域、工件区域和熔孩【x：的能量分佃的定量规律及其数量关系。从理论上分析了铝合金点焊过程中的能最问题，为铝合会点焊的能量控制提供了理论基础。根据铝合金点焊过程产热和能量分布的分析结果，从铝合金点焊存在问题的吗l圳入于，通过刈影响钎1合金点焊质疑的各种因素进行分析提Ⅲ了改善铝合金，^W质瞳的，1鼻I‘艺j凸施，许初步为试验所验证。＼jK锹iJ：目1合命0I邮

5、mjn’卜耦合分析，数值模拟，有限元模型i能量分析一一!!i!!垒里AbstractTheapplicationofaluminumalloyresistancespotwelding(RSW)intheautomotiveandaviationfieldsisimpededbytheweldqualityandthewearofelectrode．fheprocessmechanismofaluminumalloyRSWasthebasisofsolvingtheseproblems，isinvestigatedthroughnum

6、ericalsimulationinthisdissertationThemechanical，thermalandelectricalbehaviorsduringtheprocessofaluminumalloyRSWareanalyzed，therulesofheat—generationandenergydistributionineverydomainduringtheprocessofRSWbymeansofenergyanalysisarediscovered，andthetectmicsmeasuresareputfo

7、rwardaccordingtotheresultsofenergyanalysisandthereasonsfortheproblemsinaluminumalloyRSW’Fireinitializedconditionsaredeterminedinthepre—squeezestageofRSw-whichhavegreateffectontheprocessofRSWandweldquality．So，thefiniteelementmodelofpre—squeezecontactanalysisforaluminumal

8、loyRSWisbuilt．Usingthismodel，thecontactbehaviorsinpre—squeezestageofaluminumalloyRSWaresinmlated．andthefactors