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时间:2019-02-28
《45钢线性摩擦焊接头温度场的数值模拟与实验验证》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、摘要线性摩擦焊接(Line盯蹦ctionwblding:LFw)作为一种精密材料连接技术,在国外已经成功应用于高推重比航空发动机整体叶盘的制造与维修。研究LFW过程中温度场变化及分布规律对于深入探讨LFw的物理机制及进行工艺试验研究有着重要的意义。本文建立了LFw焊机振动系统的简化模型,分析推导了LFw过程中摩擦界面不同部位摩擦产热功率的变化关系;并通过运用采集驱动电机电压及电流的方法,得到了摩擦热功率与摩擦系数Ⅳ的变化曲线.在上述工作的基础上,本文利用有限元分析软件ANSYS建立了45钢LFW过程中三
2、维热分析有限元计算模型,计算了45钢LFw过程中三维温度场的分布,探讨了焊缝及热影响区温度随时间的变化规律。本文还对淬火45钢进行了LFw工艺试验。结果表明,焊接试件轴向缩短量随摩擦时间的增加而呈指数规律迅速增加。对焊缝区、变形区及热影响区的金相组织分析结果表明,淬火45钢LFW过程中,焊件不同部位的显微组织随着回火温度的变化而相应变化。根据显微硬度测试及金相组织分析结果,得出了淬火45钢LFW接头显微硬度与回火温度的关系,并由此推断出焊接接头温度场的变化规律。将金相法测定的接头温度场和有限元计算温度场
3、的结果进行比较,发现有限元模拟温度与实际温度存在一定误差。论文分析了误差产生的原因,并对模拟结果作了相应修正,修正后的三维热分析有限元的计算方法,可以较为准确地模拟LFw过程中温度的变化,这对深入开展LFW工艺试验研究有着重要的理论及工程应用价值。关键词:45钢,线性摩擦焊,数值模拟,金相分析西北工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTLi∞郜FrictionWelding(LF聊,嚣aprecisionweldingtecllIlique,llasbe%辄ccessfhllyusedtom锄uf如tl
4、I∞锄dr印airblisks(asin西ecomponemcomposedofadisk锄dblades)inaircr硪∞ginesoflli曲tlⅡ1lst-weightmtioabfoad.nisiII
5、portanttoinVestigateⅡ1ct锄perah职Variation锄ddis仃ibuti∞duringLFWforclarifyingthephysicalmechaIlismsofLFW锄dfI
6、Ithcrprocess.Intllispap盯’asimplifiedmodelf
7、orLFWvibrationsystemw勰establishedaIldtlle衔cti伽Ialheatn11)【atdi髓relltregiomoftllcintemcew翘analyzed.Inaddition'tllecorrclationbetweenll:屺崩ctionalheatn11)(aIld衔ctioncoemcient∥w勰obtainedbycollectiIlgtlle、,oltageandcun.entvaluesoftlledrivemotof.BaseontlledboV
8、e-mentionedresults,a3·dimeIlsionalfiniteelementallalysis(FEA)modelw髂developedusingacolnmercialso‰ANSYSforcalculatingⅡ1etemp啪tWcfieldduringLFW45steel.ThechaIlgesoftemp啪tIlresatmeweldcenterandheat-aff&tedzone(HAz)we∞cx锄ined.0ntlleotll盯h锄d,tlleexp鲥胁ents谢tll
9、tllequenched45steelweredoncund盯di伍;rentLFwp删eters.nw勰foundthattlleaxialshortellillgoftllejoimincrc嬲edeq,oncntiallywitlltlleincreaseof缸ctiontiIIle.TheIIlicmsmlctIlrcob∞rvationshowedVafiollsstnlcn鹏swercev01vedatdi丘毫remrel乒o∞ofjoi峨wllichcorrespondstodi彘fcmt
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