半固態(tài)攪拌釬焊鋁基復合材料流體仿真模擬的研究.pdf

1、本文使用專業(yè)的計算機流場數值模擬軟件，通過對非真空下半固態(tài)攪拌釬焊的焊接過程建立了二維的數值計算模型，將釬料流體視為黏性、層流、不可壓縮的牛頓流體，攪拌頭看作旋轉類型的實體，通過設定速度入口的邊界條件實現焊接平臺移動的效果。使用該計算模型主要討論了焊接溫度T、焊接移動速度v、攪拌頭旋轉速度ω、攪拌頭尺寸D四種焊接參數對焊縫釬料流場的影響，并分別對四種焊接參數進行了實際的焊接實驗，試圖通過計算機數值模擬出的焊縫釬料流場分布形態(tài)來預測和解釋

2、實際的焊接情況，同時通過實際的焊接實驗來驗證計算機數值模擬模型是否正確。最終，在計算機數值模擬基礎上，制定一種優(yōu)化的非真空下半固態(tài)攪拌釬焊鋁基復合材料的焊接工藝。
　　使用該計算機數值模擬模型基本能夠解釋焊接接頭焊縫的宏觀形貌、微觀界面形貌以及焊縫接頭的抗剪切力學性能，同時，物理焊接實驗基本能夠驗證該計算機數值模擬模型的計算結果。
　　通過計算機數值模擬計算得到：在半固態(tài)區(qū)間內，焊接溫度T越低攪拌力場對基體壁面的作用越明顯，

3、但是溫度較低會影響焊縫釬料的成形；焊接移動速度V主要影響兩邊界面力場分布的均勻性，對界面力場的大小影響不大，焊接速度V越低，兩側界面力場分布越均勻；攪拌頭旋轉速度ω主要影響旋轉力場對基體壁面作用強度和壁面兩側力場均勻分布的情況，攪拌頭旋轉速度ω越高，旋轉力場對壁面的沖擊與剪切作用越大，同時兩側壁面的力場分布越均勻；攪拌頭尺寸大小D主要影響旋轉力場對基體表面的作用強度，攪拌頭越大，釬料流場對基體壁面的作用越強烈。
　　通過該模型計算