gh4169合金大环形件惯性摩擦焊接过程数值模拟

《gh4169合金大环形件惯性摩擦焊接过程数值模拟》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、大连理工大学硕士学位论文摘要惯性摩擦焊接技术作为航空制造业中最先进的固态焊接技术之一，被广泛地应用于高性能航空发动机的转子部件的连接。航空部件对加工精度要求非常高，因此，开展有关GH4169合金惯性摩擦焊接过程的变形影响因素研究，对焊接工艺优化设计、焊接头质量控制等具有重要的意义和很强的工程应用背景。传统的焊接工艺探索以“试错法”为基础，这对于大型航空部件来说成本太高。采用数值模拟替代大量试验，可以明显降低工艺探索成本，缩短新产品开发周期。本文运用有限元软件MSC。Marc建立了GH4169合金大环形件惯性摩擦焊接过程的轴对称弹觐胜有限元模型，

2、选择轴向子午面1尼为计算区域，将摩擦面附近区域单独定义为变形体并进行网格细划分，有效减少了单元数目。模型可以方便的研究摩擦面两侧物理参I量场的对称性。在本文的工件及焊接工艺参数下，焊接温度场关于摩擦面呈现很强的对称性，而等效应力场关于摩擦面的对称性较弱。j环件轴向缩短量是焊接质量控制的关键，其影响因素的研究结果表明：当环件壁厚与j工艺参数给定时，轴向缩短量随着内径的增大呈现出先增大后减小的规律；当环件内径与工艺参数给定时，轴向缩短量随着壁厚增大而快速减小，直至壁厚超过某～临界尺寸；轴向缩短量对耶件初始转速的变化非常敏感，随着初始转速的增加而快速

3、增大，而其受到摩擦压力的影响微gB：800"C热影响区深度与环件轴向缩短量受到环件内径、壁厚、初始转速以及摩擦压力的影响规律非常相近。为了验证数值模型的可靠性，本文针对GH4169合金大环形件惯性摩擦焊接过程的温度场与轴向缩短量分别进行了实验对比研究。结果表明：焊接温度场和轴向缩短量的计算值与测量值吻合较好，数值模型的计算结果是可靠的。关键词：惯性摩擦焊接：GH4169合金；数值模拟；有限元；轴向缩短量GH4169合金大环形件惯性摩擦焊接过程数值模拟NumericalSimulationofInertiaFrictionWeldingProce

4、ssofGH4169AlloyLarge-sizedRingAbstractAsbeingoneofthemostadvancedsolidphaseweldingtechoologies，inertiafrictionwelding口聊hasbeenwidelyusedinmodernaemnauticindush'y，Theaeroenginecomponentsarehighprecisionworkpiecesandcomplicatedinshape．Therelbre，itisimportanttoresearchoilthefac

5、torsoflFWgocessfortheoptimizationdesignandjointqualitycontr01．Bythetraditional“trailmidelror'’method,thecostofdesigningasetoffrictionweldingparametersfor血elarge—sizedcriticalcomponentofaeroengineistoohigh．Whileadoptingthenumericalsimulationmethod，theleadtimeandcostwillberedu

6、cedsignificantly．Inpmsentdissertation．allaxisymmetricelastic·plasticI玎DdclofGH4169alloyblrge—sizedringduringⅢwprocessWasestablishedbyusingthefiniteelement(FElsoftwareMSC．Marc．Halfoftheaxialsectionwasselectedassimulationarea．Themeshnesil"frictioninterfac；eWassubdividedanddefi

7、nedasdeformablebodiesseparately．Themodelwasusedtostud_){thesymmetryofthetemperatureandstressfield．nlctemperaturefieldwassignificantlysymmce

8、；ricaboutthefrictioninterface，whiletheeqmvalents11"essfieldhadfewsymmetryaboutit。’n圮axialshorteningwasoneofthecriticalfactorsofjointqua

9、litycontr01．neeffectsortheringradius，thickness，rotationspeedandfrictionforc