2A14铝合金双轴肩搅拌摩擦焊工艺研究

为了获得性能良好的焊接接头,对厚为5 mm 的2A14 T6铝合金进行双轴肩搅拌摩擦焊（bobbin tool friction stir welding, BT FSW)工艺研究。采用一种特殊设计的搅拌头,通过正交试验方法,对2A14铝合金进行BT FSW焊接试验;利用光学显微镜和电子万能试验机分析不同焊接参数 下焊缝的组织形态和力学性能,得出优化后的工艺试验窗口。研究表明：BT FSW焊缝组织特征与常规FSW明显不同,呈“哑铃型”,随着焊速的增加,抗拉强度 与延伸率先增加后降低,最大的抗拉强度在焊速为250 mm/min时获得,其抗拉强度约为239 MPa,达到了母材强度的54%,延伸率仅为3.2%,接头断在有细微裂纹 的地方。这项研究表明此工艺试验方案是切实可行的。     

铝合金 钢搅拌摩擦焊温度场数值研究

针对以往搅拌摩擦焊数值模拟中采用的热源模型较为简单,不能很好反映出实际焊接过程中温度场的分布,而做试验又需要巨大投入的情况,课题组基于热弹塑性法和改良的热源模型,利用ABAQUS软件及其DFLUX子程序接口建立了304不锈钢和5052铝合金搅拌摩擦焊的数值模型,对铝合金 钢异种材料的搅拌摩擦焊过程进行了数值模拟,分析了焊接过程的温度场,同时对偏置量、转速和焊速3个焊接参数进行优化,发现在转速取500 r·min-1,焊速取80 mm/min,偏置量取2 mm的情况下,得到的焊接过程瞬态及稳态温度场均处于理想状态。模拟准确地预测了实际焊接过程中的温度变化,且对实际焊接过程中焊接参数的选择具有一定参考意义,减少了为得到合适参数而进行的大量试验的成本。模拟结果能指导和预测实际焊接过程。     

5052铝合金搅拌摩擦焊残余应力场数值模拟研究

针对目前铝合金搅拌摩擦焊的焊后残余应力过大,且内部残余应力难以测量的现象,课题组提出了基于热弹塑性法和顺序热力耦合方式的搅拌摩擦焊应力模拟的热源模型、边界条件模型和有限元模型,采用正交设计的方法对影响残余应力3个主要因素进行数值模拟的设计,并对模拟结果进行试验验证。模拟与试验结果均表明合适的焊接参数（转速取1 000 r·min-1,焊速取120 mm·min-1,预热时间取3 s）能有效减小5020铝合金搅拌摩擦焊的焊后残余应力,且数值模拟得到残余应力与实际焊后残余应力结果较为吻合。     

异种金属搅拌摩擦对接焊研究进展

搅拌摩擦焊在异种金属连接上有着重要运用,从焊接工艺参数、接头力学性能、界面金属间化合物层及材料流动等方面概述了近年来国内外异种铝合金、铝合金 钢、铝合金 镁合金、铝合金 铜合金、铝合金 钛合金搅拌摩擦对接焊,并论述了异种金属搅拌摩擦对接焊数值模拟技术的研究进展。指出了目前对异种金属搅拌摩擦对接焊数值模拟技术的研究存在如数值模拟方法、材料本构模型、热源模型和边界摩擦模型等方面的不足;提出今后要完善搅拌摩擦对接焊模型,为工程实际运用提供快捷可靠的技术支持。     

焊后热处理对7075铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

使用搅拌摩擦焊（FSW）设备对厚度为6 mm的7075高强铝合金平板进行对接试验。采用不同热处理工艺（固溶温度、时效时间）对接头进行热处理,并对不同热处理工艺下的接头进行微观组织观察和显微硬度测试。研究结果表明：7075铝合金FSW接头由焊核区（WNZ）、热机影响区（TMAZ）及热影响区（HAZ）组成,WNZ为细小均匀的等轴晶组织;热处理后接头WNZ部分晶粒发生粗化;随着固溶温度的升高,晶粒粗化程度增大;随着时效时间的延长,WNZ晶粒粗化程度变化不明显;FSW接头显微硬度分布呈“W”型,热处理后接头显微硬度均有不同程度的升高,随着时效时间的延长,接头的显微硬度先增大后减小;固溶温度490 ℃、时效温度120 ℃、时效时间24 h是厚度为6 mm的7075铝合金FSW接头的最佳热处理工艺参数。     

铝合金搅拌摩擦点焊的研究现状及发展方向

铝合金性能优异,应用广泛,焊接技术是制约其深入发展及应用的技术瓶颈。分析了铝合金的焊接特点,综述了铝合金搅拌摩擦点焊（FSSW）近年来的研究成果,展望了铝合金搅拌摩擦点焊的应用前景及发展方向。     

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。     

基于ANSYS的激光焊接温度场数值模拟与实验研究

为了探究钢铝2种金属材料的焊接性能,以B1500HS高强钢和6016铝合金为对象,基于ANSYS平台建立钢／铝激光平板搭接焊的三维有限元模型,进行焊接过程温度场数值模拟,采用热电偶同步测温方法测得焊接热循环曲线。将实测结果与数值模拟结果对比分析,表明吻合度较好。验证了模拟计算的准确性。     

开口时碳纤维丝束与镀铜综丝眼间摩擦损伤的有限元模拟

为了减小碳纤维丝束在织造时与综丝眼摩擦产生的损伤,课题组提出了在综丝眼内镀有色金属铜的方法。先计算出开口过程中碳纤维丝束与综丝眼摩擦的动程,选取部分动程进行损伤分析,利用体积单元法对碳纤维丝束建立简化模型并在有限元软件ABAQUS中对该模型进行拉伸仿真分析;然后进行碳纤维丝束的拉伸实验并将仿真结果与实验数据相比,验证了丝束模型的正确性。课题组利用渐进损伤模型分析了碳纤维丝束与不同金属材料摩擦时的损伤情况,表明镀铜后的综丝眼与碳纤维丝束的摩擦损伤较小。     

流溪河小流域针阔混交林林冠降雨截留模型研究

以流溪河流域针阔混交林为研究对象,对林分样地进行降雨截留实测与模拟研究.结果表明:林内穿透雨量与降雨量呈线性相关;穿透系数与降雨量呈对数相关;林冠截留量与降雨量呈幂函数相关;截留率与降雨量呈对数相关.以降雨强度、穿透系数和树干茎流率数据为基础,进行了林冠截留量模型模拟,实测表明该模型能较准确地估算针阔混交林分的林冠截留量.     

基于计算一实验综合模型的啮合齿面关键摩擦特性参数反求研究

在齿轮传动动测实验的基础上,引入有限单元法多场耦合分析和反求技术,提出了面向工程的复杂齿轮传动摩擦多性态概念,建立了复杂齿轮传动的“计算一实验综合模型”：利用该综合模型对不同润滑状况下齿面摩擦因数进行了合理的反求,解决了复杂曲面摩擦因数难于求解的问题。     

基于成本迭代与需求迭代的四阶段交通模型双重反馈算法研究

四阶段交通模型作为最流行的交通需求预测模型理论,其计算结果存在不一致性的缺陷,反馈算法被引入模型结构中来解决不一致性的问题。研究提出了成本迭代与需求迭代的双重迭代反馈算法,并使用案例比较了它与既有反馈算法的差异。研究结果表明:成本迭代＋需求迭代的双重迭代模型结构能够在不影响预测结果的前提下减少迭代次数和系统运行时间,收敛过程更加稳定且能够适用于不同规格的交通网络。