7A52鋁合金焊接接頭殘余應力對疲勞壽命影響的有限元模擬.pdf

1、7A52超硬鋁合金是軍工焊接結構的常用輕質材料，本文以此鋁合金的雙絲MIG焊焊接接頭為研究對象，通過利用大型有限元軟件ABAQUS和疲勞分析軟件MSC.fatigue，開展了焊接殘余應力對疲勞特性影響的有限元模擬。該過程主要由焊接溫度場、殘余應力場和疲勞壽命分析三部分組成。為了更準確的研究焊接殘余應力對疲勞特性影響，排除環(huán)境、冶金、表面加工狀態(tài)等影響因素，文中建立相應的對照組接頭，進行相關數(shù)值模擬和對比分析，取得的主要結果與結論為：

2、r>　　通過ABAQUS有限元軟件，利用單元“生死”與單元“追蹤”方法，考慮材料的相關熱物理性能參數(shù)及溫度的非線性，完成了7A52鋁合金雙絲MIG焊接過程中焊縫填充的動態(tài)過程，得到了焊接溫度場。同時，利用順序耦合熱應力法，模擬出了7A52鋁合金雙絲MIG焊接過程中瞬時應力場以及焊后縱向殘余應力和橫向殘余應力云圖。其縱向應力沿垂直焊縫方向的分布表現(xiàn)為中心區(qū)域是拉應力，兩邊為壓應力，雙峰分布特征十分明顯；橫向殘余應力的結果中，焊縫的兩端產生

3、壓應力而中心產生拉應力，壓應力值最大215.3MPa，拉應力值最大105.8MPa，壓應力最大值約為拉應力最大值的2倍。
　　通過MSC.fatigue疲勞分析軟件，以拉應力譜最大值為100MPa為例，成功模擬出了7A52鋁合金雙絲MIG焊焊接接頭、對照組接頭的疲勞壽命。其共同點是焊接接頭的疲勞危險部位都位于焊縫中部焊趾周圍，為消除殘余應力提供了可靠的理論依據(jù)。不同點是得出的7A52鋁合金雙絲MIG焊接接頭的疲勞壽命遠遠小于對照組