论文开题报告：超声激振随焊控制铝合金薄板焊接变形的机理研究

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：　　机电学院　　　　　　　　　　　专业班级：　　08机制2班

课题名称 超声激振随焊控制铝合金薄板焊接变形的机理研究

1、本课题的的研究目的和意义：
焊接残余应力、变形的产生与焊接热过程密切相关,铝合金材料在焊接过程中,焊接热源具有高温、分布局部集中、瞬时和快速移动等特点,在焊接工件上产生高度不均匀的焊接温度场,在焊接热源作用下,焊接区以远高于周围区域的速度被急剧加热,并局部熔化,焊接区材料受热而膨胀,热膨胀受到周围较冷区域的约束,产生(弹性)热应力,受热区温度升高后屈服极限下降,热应力可部分地超过该屈服极
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态焊接温度场,建模时忽略了材料热性能参数的非线性和工件表面与环境的散热。武传松等对焊接热过程进行了较为系统的研究,考虑了熔池内部液体以对流为主的传热过程,建立了运动电弧作用下TIG焊传热过程的二维及三维数值模型。到上世纪90年代,实现了三维焊接温度场的分析,虽然焊接热传导数值分析中尚存在着不足之处,但分析工作正在深入进行中。
现阶段减小加热阶段产生的纵向压缩塑性应变,包括预制温差拉伸法、降低整个焊件上温度梯度的均匀预热法以及等效降低焊接线能量法诸如采用各类冷却夹具、焊缝两侧预先沉积吸热物质、随焊激冷和高能束焊接方式。二是通过延展冷却阶段的焊缝纵向压缩塑性应变,主要通过采用激冷等方式,在减小整个焊件上的温度梯度的同时,还造成焊道温度低、两侧温度高的马鞍形温度场,利用温差拉伸效应所产生的纵向塑性拉应变抵消或部分抵消先前形成的纵向压缩塑性应变,达到降低残余应力和变形的同的,包括动念温差拉伸(随焊激冷)和静态温差拉伸等。除此之外还有通过诸如焊缝滚压、焊后机械拉伸、机械振动、焊后锤击焊道等方法。但是这些方法仍存在或多或少的缺陷而得不到广泛应用。
3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：
本次研究主要从熟悉实际焊接试验方法；掌握TIG焊接方法原理下手。通过模拟计算定出焊枪与超声激振杆的最佳距离，调试焊接实验装置，进行多功率条件下的焊接试验，测试其焊接变形，确定功率与焊接变形、焊接残余应力的变化规律。成果形式为论文和有限元分析模型。
4、 拟解决的关键问题：
1、 如何对冲击模型进行建模；
2、 调试冲击锤的频率和接触等问题；
3、 如何调试冲击锤与焊枪的距离，使得铝薄板变形达到最小；
4、 观察热量输入对铝薄板变形的影响。
5、研究思路、方法和步骤：
超声能产生能量，可以对高温焊缝金属产生纵向延展，可以降低压缩塑性应变，可以降低焊接残余应。采用模拟仿真和实验相结合相互参照相互检验的方法进行求解。
先使用MARC软件进行模拟仿真，得出大致的方向，再通过单一变量法对比得出采用超声激振随焊和不采用时铝合金薄板的焊接变形情况与残余应力情况。最后通过实验验证模拟的可信度并得出最终结论。
6、本课题的进度安排：
第一周 — 第四周： 查阅资料、文献、了解课题及学习模拟软件MARC
第五周 — 第六周： 进行平板对接模拟模型的建 ……（未完，全文共2001字，当前仅显示1272字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：超声激振随焊控制铝合金薄板焊接变形的机理研究》）