钢-铝搅拌摩擦焊接头的孔洞参数化建模和仿真

为探究钢-铝搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW)接头中不同特征的孔洞缺陷对应力分布的具体影响,课题组利用CATIA二次开发程序对孔洞缺陷开展仿真研究。首先,根据钢-铝焊接接头的特点对孔洞和基体进行简化,为量化分析提供基础;然后,编写CATIA二次开发程序对孔洞进行参数化建模,同时建立基体模型,并对孔洞和基体模型进行布尔操作生成接头模型;最后,利用ABAQUS软件对接头模型进行仿真分析,得到孔洞不同特征变量对钢-铝FSW接头的影响。结果表明:孔洞的参数化建模可以很好地提高建模效率;空间角度α和β对应力分布的影响较大,而空间角度γ对应力分布的影响较小;在空间角度相同时,表面孔洞的应力集中系数大于内部孔洞的应力集中系数,表面孔洞的危险程度更大;且应力集中程度最高的位置位于钢-铝交接处。参数化建模和仿真方法为孔洞危险程度的评估提供了一定参考。

搅拌摩擦焊接头中疲劳裂纹的扩展

搅拌摩擦焊(FSW)技术由于其优秀的疲劳性能和制造工艺,在飞机设计中得到越来越多的青睐。在飞机航向蒙皮的对接中,搅拌摩擦焊技术的应用在减重和降低成本方面具有优势。本文将对用搅拌摩擦焊连接的飞机蒙皮中沿焊缝方向的裂纹扩展问题进行研究。通过数值解和疲劳试验两种方法分别对两种设计进行研究,以找出其各自在疲劳性能以及其他方面的优缺点,为飞机设计者提供更多依据。