毕业设计（论文）-al-mg-si系铝合金mig焊_温度场及应力场数值模拟

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1、西南交通大学本科毕业设计（论文）Al-Mg-Si系铝合金MIG焊温度场及应力场数值模拟年级:2007级学号:姓名:专业:材料成型及控制工程指导老师:2011年06月西南交通大学本科毕业设计(论文)第III页院系材料科学与工程学院专业材料成型及控制工程年级2007级姓名许文题目Al-Mg-Si系铝合金MIG焊温度场及应力场数值模拟指导教师评语指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月日西南交通大学本科毕业设计(论文)第III页毕业论文任务书班级：07成型01班学生姓名：学号：发题日期：2011年3月1日完成日期：2011年6月8日题目：Al-Mg-Si系铝合金

2、MIG焊温度场及应力场数值模拟1、本论文的目的、意义本文通过焊接试验得到的数据验证大型有限元分析软件Sysworld模拟焊接温度场和应力场的结果准确性和可行性，再模拟不同长度焊件的温度场和应力场，分析其变化规律，为简化高速列车铝合金的有限元数值模拟分析提供理论基础和实验依据，然后模拟高速列车侧墙局部的温度场和应力场，分析温度场和线能量对应力场的影响，为研究整个车体的三维温度场和应力场提供了理论依据和指导，促进了限元数值模拟在焊接力学分析以及工程中的应用。2、学生应完成的任务①查阅资料、收集整理资料，明确本论文研究的内容和意义；②熟悉Sysworld软件中的SYSWELD模块，还有相关建

3、模软件和网格划分软件Visual-Mesh；③结合实验，验证SYSWELD数值模拟铝合金MIG焊的温度场和应力场得准确性；④数值模拟不同长度焊件的温度场和应力场并分析其变化规律；⑤模拟铝合金高速列车侧墙局部的温度场和应力场，分析残余应力对结构的影响；⑥外文资料的阅读及翻译。3、论文各部分内容及时间分配（共16周）第一部分：查阅资料、收集整理资料（2周）第二部分：外文资料的阅读及翻译（2周）第三部分：熟悉Sysworld软件中的Sysweld模块，还有相关建模软件和网格划分软件Visual-Mesh（4周）第四部分：实验测得实际焊接的典型点的热循环曲线和焊接之后的典型西南交通大学本科毕业

4、设计(论文)第III页截面的残余应力（2周）第五部分：数值模拟不同长度焊件的温度场和应力场（1周）第六部分：模拟铝合金高速列车侧墙局部的温度场和应力场（2周）第七部分：撰写毕业论文（2周）论文评阅及答辩：（1周）备注参考文献至少30篇以上，其中英文参考文献不得少于5篇。要求格式如下：(1)专著[M]、论文集[C]、学位论文[D]、报告[R][序号]主要责任者.文献题名[文献类型标识].出版地:出版者,出版年.起止页码(任选).(2)期刊文章[序号]主要责任者.文献题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码.(3)报纸文章[序号]主要责任者.文献题名[N].报纸名,出版日期(版次).(4)

5、国际、国家标准[序号]标准编号,标准名称[S].(5)电子文献[序号]主要责任者.电子文献题名[电子文献及载体类型标识(数据库[DB]，计算机程序[CP]，电子公告[EB])].电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).指导教师：年月日审批人：年月日西南交通大学本科毕业设计(论文)第51页摘要摘要：随着中国高速铁路快速发展，铝合金具备的良好塑性，易成型，轻量化，耐腐蚀等优点使得铝合金在高速列车制造中的使用越来越多，焊接技术作为一种很重要的成型技术广泛地运用于铝合金高速列车的制造中。焊接过程是涉及电弧产生，复杂传热，金属相变，焊接变形和焊接应力等复杂现象的一个过程，焊

6、接时的高密度的瞬时热输入，局部加热，热源的相对运动，使得所焊工件受热不均匀，产生很大的应力和变形，对工件的结构和性能产生不好的影响，所以分析焊接过程中的复杂温度场和应力场对分析焊接结构质量有决定性意义，随着计算机的快速发展和相关商业软件的开发，有限元数值模拟成为研究焊接技术的重要手段。本文以大型商业软件SYSWELD为平台，结合铝合金实际焊接方法和工艺，模拟实际焊接情况的温度场和应力场，和实验方法测量得到的温度值和应力值对比，验证了有限元模拟软件SYSWELD在模拟温度场和应力场时的可靠性和准确性。验证软件的可靠性之后，分别模拟长度为100mm，200mm，400mm，800mm而其他

7、条件不变化的焊件的温度场和应力场，发现只要焊件达到一定长度，焊件的温度场和应力场就会在中间位置出现稳定状态，长度越长，中间稳定状态越长，所以模拟适当长度焊件得到的温度场和应力场和模拟很长焊件的温度场和应力场是一样的。这为简化高速列车铝合金侧墙的建模和温度场与应力场的分析提供了理论依据。以上面模拟实验作为理论依据，可以缩短侧墙模型的长度，大幅减少计算量而不影响软件模拟的结果。模拟时，分同时焊接两条焊缝，焊完一条后马上焊接第二条，焊完一条冷却一段时