w-Cu-Ti擴(kuò)散焊接過程的數(shù)值模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工程實(shí)際問題對(duì)材料的要求越來越高，很多情況下的結(jié)構(gòu)對(duì)材料有著不同的要求，功能梯度材料就要求將不同屬性的材料焊接在一起。在制備功能梯度材料方面，擴(kuò)散焊接作為一種新型焊機(jī)工藝已經(jīng)越來越受到人們的重視，得到了工程實(shí)際的廣泛應(yīng)用。本文通過數(shù)值模擬的方法分析了W-Cu-Ti擴(kuò)散焊接過程中的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律以及工藝參數(shù)對(duì)其變化的影響規(guī)律，從而為研究擴(kuò)散焊接工藝提供參考。
　　 本文采用有限元軟件ANSYS模擬計(jì)算W-Cu

2、-Ti擴(kuò)散焊接過程。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　 1、采用有限元分析軟件ANSYS計(jì)算分析擴(kuò)散焊接后試樣的殘余應(yīng)力和殘余應(yīng)變的分布規(guī)律，具體分析關(guān)鍵部位的應(yīng)力情況和焊接接頭彎曲變形情況。計(jì)算表明由于線膨脹系數(shù)的不匹配導(dǎo)致焊接接頭存在較大的殘余應(yīng)力，最大軸向應(yīng)力和剪切應(yīng)力都發(fā)生在W-Cu界面處，所以焊接接頭容易在此處破壞。焊接接頭的變形形式為自W向Ti發(fā)生彎曲，W表面中心與邊緣位移差為160μm。
　　 2、分析討論工藝

3、參數(shù)(模型尺寸，加載條件，中間層)對(duì)焊接接頭的殘余應(yīng)力和變形的影響規(guī)律。計(jì)算表明W厚度的增加能有效減小焊接接頭的彎曲變形，界面層厚度對(duì)焊接接頭殘余應(yīng)力的影響較大，材料半徑對(duì)焊接接頭的彎曲變形影響較大，焊接溫度和壓力對(duì)焊接接頭的影響不大，二次熱處理能有效減小焊接接頭的彎曲變形，同時(shí)也能較為減小殘余應(yīng)力，加入適當(dāng)中間層材料能有效提高焊接接頭的強(qiáng)度。
　　 3、以W的材料厚度、W-Cu中間層材料厚度、Cu-Ti界面層厚度、焊接壓力、焊