薄壁鋁合金件激光焊接過程模擬仿真與分析研究.pdf

1、激光焊接技術(shù)是一種高精度、高效、高可靠性的結(jié)構(gòu)連接技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。特別是薄壁鋁合金件的焊接，其廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車及軍工領(lǐng)域。激光焊接是一個涉及傳熱、冶金、力學(xué)等復(fù)雜的物理化學(xué)過程。單憑積累工藝試驗數(shù)據(jù)來控制激光焊接過程，既不切合實際又成本昂貴。隨著計算機技術(shù)及有限元技術(shù)的發(fā)展，采用激光焊接數(shù)值模擬技術(shù)對焊接整個過程進(jìn)行仿真，對激光工藝參數(shù)進(jìn)行控制，成為一種有力的手段。
　　 本文基于薄壁鋁合金件激光焊

2、接過程模擬仿真的需求，提出了用有限元建模仿真分析方法進(jìn)行解決的技術(shù)方案。同時，為了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，本文深入研究了移動熱源加載，溫度場及應(yīng)力場模擬分析等關(guān)鍵問題。最后本文通過不同激光焊接參數(shù)的分析比較，提出優(yōu)化方法，最終實現(xiàn)焊接質(zhì)量的提高。具體工作展開如下：首先，本文對激光焊接的基本原理及其應(yīng)用進(jìn)行闡述，對國內(nèi)外激光焊接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行深入分析和研究。同時，在充分考慮薄壁鋁合金件的特性及激光焊接熱源的特點的基礎(chǔ)上，提出了具體

3、實現(xiàn)的仿真方案。其次，本文采用“建?！苿訜嵩醇虞d—溫度場分析—應(yīng)力場分析—工藝參數(shù)控制”的研究思路。在建模仿真時，本文運用了有限元分析軟件，應(yīng)用了非線性瞬態(tài)熱分析理論及熱-結(jié)構(gòu)耦合分析的方法。在熱源加載時，本文采用APDL語言進(jìn)行循環(huán)加載。本文通過鋁合金平板及圓柱板的應(yīng)用實例，對焊接溫度場及應(yīng)力應(yīng)變場的分布情況進(jìn)行了分析，為復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維焊接溫度場、應(yīng)力的分析提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)，促進(jìn)了有限元分析技術(shù)在焊接力學(xué)分析以及工程中的應(yīng)