【摘 要】
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建立符合焊接过程物理本质的模型是获得准确模拟结果的前提，也是对相应模型持续改进的基础。本文针对搅拌摩擦焊过程中材料流动行为的建模及仿真，分析了搅拌头与被焊材料间可能同时存在的三种接触状况以及由此导致的不同运动情况和受力情况，建立了能够统一描述不同接触状况的搅拌头作用力模型。相比于目前普遍应用的搅拌头速度模型，搅拌头作用力模型在以下方面更真实地反应了搅拌摩擦焊过程中材料的流动行为：发现在轴肩边缘位置
【机 构】
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清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室 清华大学机械工程系材料先进成形制造教育部重点实验室
【出 处】
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2016全国计算机辅助焊接工程学术研讨会
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建立符合焊接过程物理本质的模型是获得准确模拟结果的前提，也是对相应模型持续改进的基础。本文针对搅拌摩擦焊过程中材料流动行为的建模及仿真，分析了搅拌头与被焊材料间可能同时存在的三种接触状况以及由此导致的不同运动情况和受力情况，建立了能够统一描述不同接触状况的搅拌头作用力模型。相比于目前普遍应用的搅拌头速度模型，搅拌头作用力模型在以下方面更真实地反应了搅拌摩擦焊过程中材料的流动行为：发现在轴肩边缘位置材料流动速度低的现象，并且随搅拌头旋转速度的降低，轴肩作用区减小，与实验中观察到的现象吻合良好；在整个流动区内，存在部分材料在搅拌摩擦焊过程中绕过搅拌针旋转数周的现象，同时还存在材料绕过搅拌针不足一周直接流过的现象，与实验观察的结果吻合良好；预测了原始对接面的焊后形貌，发现原始对接平面上的材料在搅拌摩擦焊过程中，经历了复杂的流动路径，在焊后不再位于某平面上，而是构成一个复杂的空间曲面，与实验结果吻合良好；采用粒子示踪方法，成功预测了不同参数下隧道型缺陷的尺寸与位置规律，与实验结果吻合良好。
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