线性摩擦焊接过程三维热力耦合有限元分析

采用热力耦合有限元方法,建立了线性摩擦焊接过程三维弹塑性有限元计算模型,综合考虑了异种材料线性摩擦焊接成型过程的几何非线性、材料非线性和摩擦界面接触非线性行为,着重分析了摩擦焊接过程中的不同产热机制及转化规律,直接由焊件材料的性能参数及设定的焊接规范参数对线性摩擦焊接过程的焊接参数、物理参量场的变化规律进行了数值模拟,得到了线性摩擦焊接过程中的温度场和应力场变化规律。为整体叶盘线性摩擦焊接制造技术的发展提供理论基础。

TC11和TC17钛合金线性摩擦焊接过程接头应力应变场研究

采用Abaqus/explicit有限元软件,建立了二维刚塑性热力耦合有限元模型,对TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)/TC17(Ti-4Mo-4Cr-5Al-2Sn-2Zr)异种钛合金线性摩擦焊接过程接头应力应变场进行了数值计算,探讨了焊接过程接头应力应变场的演变规律。结果表明:摩擦过程,界面热塑性金属在周期性拉压应力作用下,被挤出摩擦界面,在飞边处,轴向承受向上的拉应力和拉应变,界面方向受到向焊件内侧的压应力与压应变;顶锻阶段,应力值增大,应变值基本保持恒定。

铝-钛合金线性摩擦焊接温度场和应力场的计算机模拟分析

在ANSYS软件中建立线性摩擦焊平衡阶段的二维FE模型,在此模拟中获得了温度场和应力场分布。在模型中使用一组焊接实验的变量参数,对Ti-6Al-4V钛合金和A2024铝合金焊接进行模拟,通过LFW简化模型,研究了夹具尺寸对模拟结果的影响。结果表明,夹具位置对产热有重要的影响。研究不同夹具安装位置对温度分布的影响,可以保证焊接过程中温度近似均匀分布。

线性摩擦焊接摩擦振动伺服系统稳定性分析

线性摩擦焊接技术凭借其高效、优质的特点近年来极为受重视。简要地介绍了线性摩擦焊的工作原理及其系统组成,针对焊机的实际使用要求设计了一套液压振动伺服系统。首先根据振动伺服系统的技术参数计算了所需的油源流量、最大加速度、速度等参数;根据计算结果对液压系统中关键动力元件以及振动伺服阀进行了设计和选型;并对摩擦振动系统进行数学建模,对主要参数进行了计算;对数学模型进行了仿真,绘制了系统的伯德图。结合仿真结果以及伯德图验证了本方案可行,可以应用,并对以后的设备研制提供了参考。

基于计算机模拟的VT6和VT8M-1钛合金线性摩擦焊接接头微观组织

研究了α＋β钛合金VT6和VT8M-1的线性摩擦焊接过程,并重点研究了焊接区的微观组织。本研究结果用于在ANSYS软件中建立一个线性摩擦焊接的平衡级数值模型,该模型中的参数设置与试验参数达到了定量统一。

线性摩擦焊接过程的温度场模拟

采用有限元分析软件ANSYS10.0对钛合金线性摩擦焊接过程温度场进行模拟仿真。模拟结果表明,焊件温度场的空间分布具有内高外低的特点,摩擦阶段离摩擦界面中心处越近,温度升高速度越快,温度值越大。温度峰值出现在摩擦结束时,低于钛合金熔点;顶锻阶段整个焊件同步降温。

基于计算机模拟的钛合金线性摩擦焊接焊缝内部残余应力分析

基于轮廓法测量通过线性摩擦焊接的TC17钛合金接头内部残余应力是一个能够获得接头内部应力状况的全新破坏性技术。首先将试样切成两半;然后测量由于残余应力的释放而引起的平面轮廓的位移;最后将切面的测量轮廓作为边界条件,用线弹性有限元计算垂直于切割平面的残余应力。对TC17钛合金线性摩擦焊接接头的内部应力分布进行分析。结果表明,TC17线性摩擦焊接焊缝的拉伸残余应力主要集中在距离焊缝中心12 mm的区域内;拉应力峰值处于焊缝中心,达到360 MPa(约为TC17合金屈服强度的1/3);应力在厚度方向的分布是不均匀的,并且内部的应力大于邻近的顶部和底部表面的应力。

TC17钛合金线性摩擦焊接叶片单元件焊缝设计

基于Goodman曲线,结合稳态应力分析和模态分析结果,文中提出了一种判断叶片振动危险点的方法。基于该方法,文中分析了TC17钛合金线性摩擦焊接叶片单元件的焊缝高度和焊接夹角对叶片振动安全的影响。此外,对于该叶片单元件在1阶弯曲模态和1阶扭转模态下焊缝高度和焊接角度对叶片振动安全的影响也进行了分析。分析结果表明,对于某线性摩擦焊接叶片单元件1阶模态,叶片焊接夹角和焊缝高度对叶片振动安全性的影响均达29%以上,而对于1阶扭转振动安全性,焊接夹角和焊缝高度的影响则分别达到了227%和392%。通过1阶弯曲和1阶扭转模态下的线性摩擦焊缝影响分析,获得了某TC17钛合金线性摩擦焊接叶片单元件焊缝的合适位置。

线性摩擦焊电液伺服系统的研制

该文简要的介绍了线性摩擦焊接的工作原理,设计了一套线性摩擦焊电液伺服控制系统,给出了其主要技术指标并对组成进行了说明,最后经过了实验验证。

木材摩擦焊接技术让家居生活更“原味”

随着人们生活水平的提高,对家居环境"绿色"要求越来越迫切。木材摩擦焊接,无任何添加剂,只需木材通过摩擦产生热量而致木材成分熔融,缠结的木纤维被冷却熔融层包裹形成焊接缝,而将木质部件连接在一起。高生产效率、高力学强度、易回收再利用的木材焊接技术能满足人们对高品质生活的追求,也能符合家居产业"绿色"制造的新常态。

钛合金整体叶盘线性摩擦焊技术综述

采用线性摩擦焊加工整体叶盘可以节约大量的贵重合金,可以对损坏的单个叶片进行修理;还可以将2种不同材料焊接在一起,这样可以根据叶片、轮盘的工作条件选用不同的材料,使转子结构的重量进一步降低。

木材摩擦焊接技术的研究进展

木材摩擦焊接是一种具有发展前景的无胶胶合技术,为深化对木材焊接技术的认识,介绍了木材摩擦焊接技术的研究进展,探讨了焊接技术的发展方向。介绍了焊接原理、焊接效果、焊接影响因素及焊接性能改善的研究现状,讨论了摩擦焊接过程中温度与时间的函数模型,综述了焊接理论的有限元模型及焊接接头破坏机制的研究,结合木材焊接的特点及研究现状,提出了未来研究的设想。结果表明,除了木材种类、纹理方向、含水率及添加剂等共同影响因素外,对于不同的焊接方式,焊接效果的影响因素不尽相同,线性摩擦焊接的主要影响因素有施加压力、焊接频率和振幅、焊接时间、保压压力及保压时间等,旋转摩擦焊接的主要影响因素有木榫旋转速率、给进角度与速率、圆木榫直径与预留钻孔孔径的比值等。焊接界面的部分材料在水中会发生溶解,防水性能的缺陷限制了摩擦焊接技术在室外构件中的应用,焊接前的预处理能有效提高耐水性,部分添加剂的使用能起到改善焊接性能的作用。焊接传热模型有助于了解焊接过程发生的物理化学变化,有限元模型有助于从力学角度分析焊接构件的破坏机制。木材焊接技术可能向着结构构件工业化生产的方向发展,深入了解焊接构件的破坏机制、通过成熟工艺改善焊接效果、制造出便于工业化生产的焊接设备将会是未来研究的重点。

线性摩擦焊设备顶锻控制系统基于AMESim的仿真研究

摩擦焊是近年来极为受重视的一种先进制造技术,而液压式线性摩擦焊则将电液伺服控制技术应用在了线性摩擦焊接领域之中。简要地介绍了线性摩擦焊的工作原理及其系统组成,并对线性摩擦焊顶锻部分控制系统进行了仿真验证。

变形温度对摩擦焊件显微组织与拉伸性能的影响

异种合金焊接件在航空工业中显示出巨大的应用潜力。针对线性摩擦焊接的Ti2AlNb/TC11焊件接头抗拉强度低和塑性差的特点,对其进行热变形,研究变形温度对焊件接头显微组织与拉伸性能的影响。结果表明,在温度950℃变形后,焊件室温拉伸时在Ti2AlNb合金侧出现脆性断裂;在温度1010℃变形后,母材TC11合金显微组织严重粗化,焊件在室温下表现出一定的强度,但是塑性较差;当在温度980℃变形时,焊件不仅具有较高的强度,也表现出极好的韧性,这与所观察到的显微组织特点相一致。

木材焊接技术(无胶胶合)的研究进展

介绍了木材焊接技术的原理、优点,着重综述了木材焊接(线性摩擦焊接、旋转摩擦焊接)的影响参数、焊接过程因素(如温度、化学反应和挥发物等)的影响、耐水性改进及其应用开发。最后就木材焊接技术所存在的问题对未来相关产品的性能、尺寸、种类及适用领域提出设想。

木材焊接理论研究及技术进展

介绍了木材焊接技术的研究进展,包括焊接原理、两种焊接形式分类、影响参数、焊接过程中的化学变化、焊接理论模型研究以及焊接技术的应用等。在焊接形式分类中分别介绍了平面的摩擦焊接和木榫旋转焊接过程及伴随的温度变化。在影响参数中综述了树种、纹理、焊接速度以及一些特殊处理方法对焊接性能的影响,其中树种和基材纹理方向对平面摩擦焊接性能的影响甚大,树种和木榫转速是影响木榫旋转焊接性能重要参数。在焊接过程化学组分的变化中,着重阐释了木素分解产生的游离酚以及糖类热解产物是粘结性能良好的主要原因,说明耐水性的由来和焊接产生的气体组分。对焊接理论模型的研究较少,尚未获得准确率较高的模型。最后,结合木材焊接技术的优、缺点及研究现状,提出其在现代木结构建筑中替代钉连接,以及古建加固和修复、名贵木材的无胶连接等方面的应用设想。