論文開題報(bào)告：超聲激振隨焊控制鋁合金薄板焊接變形的機(jī)理研究

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
學(xué)院：　　機(jī)電學(xué)院　　　　　　　　　　　專業(yè)班級(jí)：　　08機(jī)制2班

課題名稱 超聲激振隨焊控制鋁合金薄板焊接變形的機(jī)理研究

1、本課題的的研究目的和意義：
焊接殘余應(yīng)力、變形的產(chǎn)生與焊接熱過程密切相關(guān),鋁合金材料在焊接過程中,焊接熱源具有高溫、分布局部集中、瞬時(shí)和快速移動(dòng)等特點(diǎn),在焊接工件上產(chǎn)生高度不均勻的焊接溫度場(chǎng),在焊接熱源作用下,焊接區(qū)以遠(yuǎn)高于周圍區(qū)域的速度被急劇加熱,并局部熔化,焊接區(qū)材料受熱而膨脹,熱膨脹受到周圍較冷區(qū)域的約束,產(chǎn)生(彈性)熱應(yīng)力,受熱區(qū)溫度升高后屈服極限下降,熱應(yīng)力可部分地超過該屈服極
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態(tài)焊接溫度場(chǎng),建模時(shí)忽略了材料熱性能參數(shù)的非線性和工件表面與環(huán)境的散熱。武傳松等對(duì)焊接熱過程進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,考慮了熔池內(nèi)部液體以對(duì)流為主的傳熱過程,建立了運(yùn)動(dòng)電弧作用下TIG焊?jìng)鳠徇^程的二維及三維數(shù)值模型。到上世紀(jì)90年代,實(shí)現(xiàn)了三維焊接溫度場(chǎng)的分析,雖然焊接熱傳導(dǎo)數(shù)值分析中尚存在著不足之處,但分析工作正在深入進(jìn)行中。
現(xiàn)階段減小加熱階段產(chǎn)生的縱向壓縮塑性應(yīng)變,包括預(yù)制溫差拉伸法、降低整個(gè)焊件上溫度梯度的均勻預(yù)熱法以及等效降低焊接線能量法諸如采用各類冷卻夾具、焊縫兩側(cè)預(yù)先沉積吸熱物質(zhì)、隨焊激冷和高能束焊接方式。二是通過延展冷卻階段的焊縫縱向壓縮塑性應(yīng)變,主要通過采用激冷等方式,在減小整個(gè)焊件上的溫度梯度的同時(shí),還造成焊道溫度低、兩側(cè)溫度高的馬鞍形溫度場(chǎng),利用溫差拉伸效應(yīng)所產(chǎn)生的縱向塑性拉應(yīng)變抵消或部分抵消先前形成的縱向壓縮塑性應(yīng)變,達(dá)到降低殘余應(yīng)力和變形的同的,包括動(dòng)念溫差拉伸(隨焊激冷)和靜態(tài)溫差拉伸等。除此之外還有通過諸如焊縫滾壓、焊后機(jī)械拉伸、機(jī)械振動(dòng)、焊后錘擊焊道等方法。但是這些方法仍存在或多或少的缺陷而得不到廣泛應(yīng)用。
3、 本課題的主要研究?jī)?nèi)容（提綱）和成果形式：
本次研究主要從熟悉實(shí)際焊接試驗(yàn)方法；掌握TIG焊接方法原理下手。通過模擬計(jì)算定出焊槍與超聲激振桿的最佳距離，調(diào)試焊接實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行多功率條件下的焊接試驗(yàn)，測(cè)試其焊接變形，確定功率與焊接變形、焊接殘余應(yīng)力的變化規(guī)律。成果形式為論文和有限元分析模型。
4、 擬解決的關(guān)鍵問題：
1、 如何對(duì)沖擊模型進(jìn)行建模；
2、 調(diào)試沖擊錘的頻率和接觸等問題；
3、 如何調(diào)試沖擊錘與焊槍的距離，使得鋁薄板變形達(dá)到最小；
4、 觀察熱量輸入對(duì)鋁薄板變形的影響。
5、研究思路、方法和步驟：
超聲能產(chǎn)生能量，可以對(duì)高溫焊縫金屬產(chǎn)生縱向延展，可以降低壓縮塑性應(yīng)變，可以降低焊接殘余應(yīng)。采用模擬仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合相互參照相互檢驗(yàn)的方法進(jìn)行求解。
先使用MARC軟件進(jìn)行模擬仿真，得出大致的方向，再通過單一變量法對(duì)比得出采用超聲激振隨焊和不采用時(shí)鋁合金薄板的焊接變形情況與殘余應(yīng)力情況。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模擬的可信度并得出最終結(jié)論。
6、本課題的進(jìn)度安排：
第一周 — 第四周： 查閱資料、文獻(xiàn)、了解課題及學(xué)習(xí)模擬軟件MARC
第五周 — 第六周： 進(jìn)行平板對(duì)接模擬模型的建 ……（未完，全文共2001字，當(dāng)前僅顯示1272字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報(bào)告：超聲激振隨焊控制鋁合金薄板焊接變形的機(jī)理研究》）