3。1。1试验材料 7

3。1。2试验工艺参数 7

3。2有限元建模及网格划分 8

3。3热源选择及有限元运算 9

4  装甲钢TIG+搅拌摩擦复合热源焊接过程温度场模拟后处理及结果分析 11

4。1有限元模拟后处理 11

4。2温度场及焊接热循环曲线分析 11

4。2。1搅拌头旋转速度800rpm 11

4。2。2搅拌头旋转速度1000rpm 19

结论 28From~优Y尔R论^文W网wWw.YoUeRw.com 加QQ7520.18766

致谢 29

参考文献 30

1  绪论

1。1选题背景

焊接是一种非常方便的制造技术，它是用高温或者高压的方式把工件连接到一起的，是一种很普遍的成型工艺。随着技术的发展，科技的进步，焊接已经融入到人们生产生活的方方面面，发挥着不可替代的作用。焊接的这个过程涉及方方面面，比如说：电弧物理，传质传热，焊接冶金，焊接应力与变形等等。但是焊接又是一个瞬时的局部热输入过程，焊接过程中工件升温很快，冷却也比较快，所以焊接完成之后会产生很大的残余应力，也会使工件产生很大的变形。同时，焊接过程中还会产生噪声污染，环境污染等等。不过，焊接作为材料成型的一种重要的手段，又有着不可代替的作用，比如说在船舶，汽车，飞机等等我们常见又常用的工具中，就必须要用到焊接的工艺方法，但是一旦焊接过程有一点的差错，那影响又是巨大的。所以必须选择一个最合适的焊接参数来保证焊接的质量，但是重复性的做大量的试验，不仅耗时耗力，还会产生很大的浪费，也会对环境产生很大的污染。那么，就可以选择一种简便的方法来得到焊接过程中最合适的参数以及最佳的工艺方法，这种方法就是有限元模拟技术。

1。2装甲钢的特性

1。2。1装甲钢的特性及应用

装甲钢的应用环境很特殊，主要是用于作战过程中的装备，使装备得到很好的保护，在装甲战车，船舰中用的都比较多[1]。装甲钢的应用环境之所以如此特殊，那是因为装甲钢的性能是非常好的，装甲钢的强度很高、硬度很大，同时也具有非常好的抗弹性能，装甲钢的组成也很特殊，装甲钢中的合金元素的含量比较高，装甲钢的含碳量是比较低的，属于低碳钢。正是因为装甲钢的应用环境是如此特殊，那么装甲钢的焊接过程就不能出现一丝一毫的错误，否则会造成很严重的后果。装甲钢的硬度强度等性能对装甲钢的抗弹性能有着很大的影响 [2]。但是也正因为装甲钢有着如此优异的性能，装甲钢在焊接过程中也会经常性的会出现一些缺点，这些缺陷的出现却又是致命的。比如说，装甲钢的高强度，高硬度使得装甲钢在焊接过程中容易出现一些裂纹，所以，需要找到一个非常合适的装甲钢焊接过程的参数，从而能够有效的避免或者减少这些裂纹，其意义是非常巨大的。但是重复性的做大量试验又是很麻烦的，不仅会浪费资源，还会污染环境，又耗时耗力，目前数值模拟的方法是比较方便的。有限元分析的基本思想就是把复杂的问题简单化，结果会以图形或者表格的形式显示出来，这样就省去了很多的麻烦。将求解域看成是由很多无限小的子域互相连接在一起，也就是进行网格划分，然后再对这些子域进行求解，这个是近似的解，但是焊接的过程是非常复杂的，所以用近似解代替就可以了，这就是有限元分析法。