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基于ALE有限元模拟的搅拌摩擦焊机理及其在铝强度预测中的应用。
Metals and Materials International ( IF 3.3 ) Pub Date : 2020-11-19 , DOI: 10.1007/s12540-020-00901-8
Dongjoon Myung , Wooram Noh , Ji-Hoon Kim , Jinhak Kong , Sung-Tae Hong , Myoung-Gyu Lee

摘要

在这项研究中,对搅拌摩擦焊(FSW)过程中的变形机理进行了基于模拟的检查,由于严重的变形和靠近工具销的材料流动,该实验可能无法通过实验有效地进行。为了克服拉格朗日公式中塑性变形有限元网格变形的严重性,以及欧拉公式中过于简化的弹塑性本构律和接触假设,对有限元采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)公式模拟。与基于Eulerian的模拟结果相比,在预测搅拌摩擦焊接铝合金工件的温度曲线和分布方面具有出色的准确性。尤其是,基于ALE的模拟可以预测随着距焊接区域距离的增加,温度下降的梯度会越来越大,而基于Eulerian的模型给出的轮廓更加均匀。该研究的第二个目标是研究基于模拟的温度历史与强度预测模型的耦合,该模型是基于降水动力学和降水-位错相互作用而制定的。计算出的屈服强度分布也比基于欧拉模型的实验与实验更好地吻合。最后,通过彻底检查铝合金在焊接区的摩擦和材料流动行为,研究了FSW过程的机理。建议最初的高升温速率归因于材料在工具表面上的滑动而产生的摩擦热,随后的饱和温度是软化材料的粘着和滑动模式连续重复激活的结果。粘着模式是通过旋转工具销周围的大塑性变形来产生塑性散热的主要来源。本集成的有限元模拟和基于微结构的强度预测模型可以为FSW工艺的设计提供有效的工具。粘着模式是通过旋转工具销周围的大塑性变形来产生塑性散热的主要来源。本集成有限元仿真和基于微结构的强度预测模型可以为FSW工艺的设计提供有效的工具。粘着模式是通过旋转工具销周围的大塑性变形来产生塑性散热的主要来源。本集成有限元仿真和基于微结构的强度预测模型可以为FSW工艺的设计提供有效的工具。

图形摘要





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更新日期:2020-11-19
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