资源描述：
《对于搅拌摩擦焊接中搅拌头疲劳应力计算方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、·机械研究与应用·2015年第6期(第28卷,总第140期)摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇研究与分析doi:10.16576/j.cnki.1007-4414.2015.06.012*搅拌摩擦焊接中搅拌头疲劳应力计算方法1,21,2张摇昭,吴摇奇(1.大连理工大学工程力学系,辽宁大连摇116024;2.大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连摇116024)摘摇要:采用计算流体动力学模型(CFD)模拟AA6061-T6搅拌摩擦焊接过程。基于得到的流场压力分布,计算出搅拌头受力。搅拌头受力分为轴肩下表面摩擦阻力、搅拌针阻力和搅拌针底部摩擦力,通过与试验结果的
2、比较验证了方法的有效性。进一步提出计算搅拌针根部疲劳应力的解析方法,并与有限元数值解对比验证了其正确性。结果表明,搅拌头受力和搅拌针疲劳应力随焊接转速增大而减小,随焊速的增加而增加。但较大的转速,导致较高的疲劳应力交变频率。关键词:搅拌摩擦焊接;CFD模型;疲劳应力中图分类号:TG402摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1007-4414(2015)06-0029-05ComputationalMethodstoFatigueStressofStirringHeadinFrictionStirWelding1,21,2ZHANG摇Zhao,WU摇Qi(1.De
3、partmentofEngineeringMechanics,DalianUniversityofTechnology,DalianLiaoning摇116024,China;2.StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment,DalianUniversityofTechnology,DalianLiaoning摇116024,China)Abstract:Computationalfluiddynamicmodelisusedtosimulatethefrictionstirweldingproce
4、ss.Basedonthecomputedflu鄄idpressure,theforcesontheweldingtoolcanbeobtained.Thetoolforceconsistsofthreecomponents,thefrictionforceontheshouldercontactregion,theresistanceforceonthepinandthefrictionalforceonthepintipsurface.Thecomparisontotheexperimentalvaluescanvalidatetheproposedmethod.The
5、fatiguestressonthetoolpincanbethencalculatedbythepro鄄posedanalyticalmethod.Thecomparisonoftheanalyticalresultsandthefiniteelementresultscanvalidatetheproposedana鄄lyticalmethod.Resultsindicatethatthefatiguestresscanbeincreasedwiththeincreaseofthetransversespeedandcanbedecreasedwiththeincrea
6、seoftherotatingspeed.Buthigherrotatingspeedcanleadtohigherfrequencyofthealternativestress.Keywords:frictionstirwelding;CFDmodel;fatiguestress0摇引摇言量测力计系统和数值模型,研究了多种焊接参数下搅搅拌摩擦焊接过程中,搅拌针在轴肩压力作用下拌摩擦焊接过程中搅拌头受力。BALASUBRAMANI鄄[7]插入焊接构件焊缝中,通过旋转摩擦生热使搅拌头周AN等基于高频数据捕捉系统观测了AA6061-T6围焊接材料塑性软化,随着搅拌头沿焊缝方向移
7、动,搅拌摩擦焊接过程中焊接方向受力。[1-2]与实验研究相比,搅拌摩擦焊接的数值模拟成本焊缝两侧材料被充分搅拌,从而形成致密接头。在此过程中,搅拌头与焊结构件相互作用,在焊接过更低,且能更加细致的预测材料与搅拌头间的相互作[8]程中承受沿焊缝方向的反向作用力,并由于搅拌头的用规律。ZHANG和WAN基于自适应网格重刨分旋转而形成疲劳交变应力,决定了搅拌头的服役寿技术,建立了AZ91镁合金搅拌摩擦焊接模型,模拟[9]命。针对搅拌头的受力分析和疲劳应力的预测对于了搅拌头的空间受力情况。ULYSSE建立了薄板搅搅拌头的服
