铝合金MIG焊L形接头的有限元分析及试验验证

以12 mm厚轨道车辆用铝合金板多层多道MIG焊为研究对象,采用热弹塑性有限元分析和试验验证的方法进行研究。采用更符合实际工况的边界条件简化方法,建立了L形接头单边V形坡口的有限元模形,模拟并分析了L形接头焊接过程中的温度场、应力场和焊接变形,发现有限元法可准确模拟多道焊的热积累效应,预测焊接构件的残余应力和变形分布;同时开展了L形接头多层多道MIG焊试验,并采用盲孔法测量焊后残余应力,对比模拟和实测结果发现,模拟和实测的残余应力在变化趋势和峰值上吻合良好,验证了数值模拟模形的准确性。

含脱胶缺陷复合材料L形接头拉脱强度实验研究

为考察脱胶缺陷对整体化结构在面外拉伸载荷下承载能力的影响,实验研究了脱胶形状、间距、位置和尺寸对L形接头拉脱强度的影响规律,定量评估了脱胶对L形接头拉脱强度的影响程度,提出了脱胶缺陷对L形接头拉脱强度影响的定量表征参数。结果表明,L形接头的拉脱强度对脱胶形状、脱胶间距的变化不敏感,对脱胶位置和脱胶尺寸的变化较为敏感;位于填充区所在胶接面区域的脱胶对L形接头拉脱强度影响最大;随着脱胶尺寸特别是填充区所在胶接面脱胶尺寸的增大,拉脱强度显著降低。

L形卷尺接头冲压工艺分析与模具设计

针对卷尺接头的结构特征,分析了卷尺接头的冲压工艺性,选择落料、冲孔与弯曲的冲压成形工艺方案;根据工艺方案进行了相应的模具结构设计。实践表明,模具结构合理,可较好地满足使用需求,对同类零件的模具设计具有一定的参考作用。

基于理论解的三种胶接接头简化有限元单元

建立了非对称胶接接头位移理论,它能严格满足包括胶层端头剪应力为零在内的所有边界条件。由于上被粘物、下被粘物具有不同材料和厚度,研究非对称胶接接头更具一般性。以位移理论解为基础,通过一组特定位移约束条件确立了被粘物纵向和横向位移函数,获得了非对称T形、L形和单搭接接头简化有限元单元的单元刚度矩阵。这些胶接接头简化单元能大幅降低整体有限元模型的自由度数量,避免以往胶层单元胶层厚度估计过大的不足,并考虑了被粘物间连续传力的特性,更适于大型有限元模型中对胶接接头的简化建模。精细有限元模型的数值验证表明,三种胶接接头简化有限元单元精度很好,使其应用到诸如汽车白车身、飞机等大型有限元模型中成为可能。