論文開題報告：超聲激振隨焊控制鋁合金薄板焊接變形的機理研究

大學本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學院：　　機電學院　　　　　　　　　　　專業(yè)班級：　　08機制2班

課題名稱 超聲激振隨焊控制鋁合金薄板焊接變形的機理研究

1、本課題的的研究目的和意義：
焊接殘余應(yīng)力、變形的產(chǎn)生與焊接熱過程密切相關(guān),鋁合金材料在焊接過程中,焊接熱源具有高溫、分布局部集中、瞬時和快速移動等特點,在焊接工件上產(chǎn)生高度不均勻的焊接溫度場,在焊接熱源作用下,焊接區(qū)以遠高于周圍區(qū)域的速度被急劇加熱,并局部熔化,焊接區(qū)材料受熱而膨脹,熱膨脹受到周圍較冷區(qū)域的約束,產(chǎn)生(彈性)熱應(yīng)力,受熱區(qū)溫度升高后屈服極限下降,熱應(yīng)力可部分地超過該屈服極
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態(tài)焊接溫度場,建模時忽略了材料熱性能參數(shù)的非線性和工件表面與環(huán)境的散熱。武傳松等對焊接熱過程進行了較為系統(tǒng)的研究,考慮了熔池內(nèi)部液體以對流為主的傳熱過程,建立了運動電弧作用下TIG焊傳熱過程的二維及三維數(shù)值模型。到上世紀90年代,實現(xiàn)了三維焊接溫度場的分析,雖然焊接熱傳導(dǎo)數(shù)值分析中尚存在著不足之處,但分析工作正在深入進行中。
現(xiàn)階段減小加熱階段產(chǎn)生的縱向壓縮塑性應(yīng)變,包括預(yù)制溫差拉伸法、降低整個焊件上溫度梯度的均勻預(yù)熱法以及等效降低焊接線能量法諸如采用各類冷卻夾具、焊縫兩側(cè)預(yù)先沉積吸熱物質(zhì)、隨焊激冷和高能束焊接方式。二是通過延展冷卻階段的焊縫縱向壓縮塑性應(yīng)變,主要通過采用激冷等方式,在減小整個焊件上的溫度梯度的同時,還造成焊道溫度低、兩側(cè)溫度高的馬鞍形溫度場,利用溫差拉伸效應(yīng)所產(chǎn)生的縱向塑性拉應(yīng)變抵消或部分抵消先前形成的縱向壓縮塑性應(yīng)變,達到降低殘余應(yīng)力和變形的同的,包括動念溫差拉伸(隨焊激冷)和靜態(tài)溫差拉伸等。除此之外還有通過諸如焊縫滾壓、焊后機械拉伸、機械振動、焊后錘擊焊道等方法。但是這些方法仍存在或多或少的缺陷而得不到廣泛應(yīng)用。
3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
本次研究主要從熟悉實際焊接試驗方法；掌握TIG焊接方法原理下手。通過模擬計算定出焊槍與超聲激振桿的最佳距離，調(diào)試焊接實驗裝置，進行多功率條件下的焊接試驗，測試其焊接變形，確定功率與焊接變形、焊接殘余應(yīng)力的變化規(guī)律。成果形式為論文和有限元分析模型。
4、 擬解決的關(guān)鍵問題：
1、 如何對沖擊模型進行建模；
2、 調(diào)試沖擊錘的頻率和接觸等問題；
3、 如何調(diào)試沖擊錘與焊槍的距離，使得鋁薄板變形達到最��；
4、 觀察熱量輸入對鋁薄板變形的影響。
5、研究思路、方法和步驟：
超聲能產(chǎn)生能量，可以對高溫焊縫金屬產(chǎn)生縱向延展，可以降低壓縮塑性應(yīng)變，可以降低焊接殘余應(yīng)。采用模擬仿真和實驗相結(jié)合相互參照相互檢驗的方法進行求解。
先使用MARC軟件進行模擬仿真，得出大致的方向，再通過單一變量法對比得出采用超聲激振隨焊和不采用時鋁合金薄板的焊接變形情況與殘余應(yīng)力情況。最后通過實驗驗證模擬的可信度并得出最終結(jié)論。
6、本課題的進度安排：
第一周 — 第四周： 查閱資料、文獻、了解課題及學習模擬軟件MARC
第五周 — 第六周： 進行平板對接模擬模型的建 ……（未完，全文共2001字，當前僅顯示1272字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：超聲激振隨焊控制鋁合金薄板焊接變形的機理研究》）