基于低強匹配理論的鋁合金攪拌摩擦焊接頭強化技術的研究.pdf

1、攪拌摩擦焊具有接頭質量好，應力變形小，疲勞強度高等優(yōu)點，在航空、航天、船舶、車輛等載運工具制造技術領域已得到實際應用。但是熱處理強化鋁合金攪拌摩擦焊接頭的過時效軟化問題仍比較突出，通過工藝試驗的方法來改善接頭承載能力的效果還不明顯。
　　本文采用數字圖像相關技術對6061-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭的非均勻變形行為及其機理進行了研究，對拉伸載荷作用下接頭的力學響應進行了有限元模擬，對接頭幾何尺寸對應力應變分布規(guī)律的影響進行了分析，為

2、優(yōu)化攪拌摩擦焊工藝和改善接頭承載能力提供了科學依據。
　　拉伸載荷作用下6061-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭表現(xiàn)出顯著的非均勻變形的特征，接頭變形隨載荷增大從均勻彈性變形向非均勻塑性變形轉變，從接頭前進側應變集中向后退側應變集中轉變，其非均勻變形的規(guī)律取決于接頭各區(qū)屈服強度大小及應變硬化能力的相對關系。
　　采用常規(guī)的硬度測試和先進的數字圖像相關應變測試結果相結合的方法，可以更為準確地確定攪拌摩擦焊接頭各區(qū)的位置、尺寸、形狀。

3、基于等應力假設和全場應變測試結果，可以獲得接頭各區(qū)局部的力學性能和應力應變關系。在此基礎上，實現(xiàn)了對6061-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭拉伸載荷作用下力學行為的有限元模擬，模擬結果與實驗結果具有較好的一致性。
　　采用有限元模擬的方法研究了接頭各區(qū)幾何尺寸形狀變化對拉伸載荷作用下6061-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭的力學響應。隨著接頭熱影響區(qū)、熱塑性影響區(qū)和焊核區(qū)尺寸的減小，母材的拘束作用增強，熱影響區(qū)、焊核區(qū)、熱塑性影響區(qū)的應力應變