鋁合金組件釬焊變形及應(yīng)力有限元分析.pdf

1、3A21是具有塑性高、加工性好，良好的抗蝕性及焊接性的鋁合金，作為一種結(jié)構(gòu)材料在當(dāng)今航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，在實(shí)際應(yīng)用中往往需要采用焊接方法使之成為特定形狀的構(gòu)件，對(duì)于形狀尺寸精度要求很高而接頭強(qiáng)度要求次之的構(gòu)件，采用釬焊方法比較合適。由于在釬焊過程中，釬料與母材之間的力學(xué)性能、熱物理性能的差別，特別是線膨脹系數(shù)的差別，因此在焊接過程中會(huì)在焊接接頭附近產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，引起焊接構(gòu)件的變形，這會(huì)影響結(jié)構(gòu)件的尺寸精度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件的加

2、工失效，浪費(fèi)原材料增加生產(chǎn)成本。因此分析結(jié)構(gòu)件釬焊后的殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)優(yōu)化，以便獲得可靠的釬焊結(jié)構(gòu)具有一定的指導(dǎo)意義。 本論文通過采用Mare非線性有限元軟件，采用熱彈塑性有限元方法，在考慮了材料性能參數(shù)隨溫度變化的情況下，對(duì)鋁合金釬焊接頭在釬焊后的變形及應(yīng)力分布進(jìn)行了分析。并在此基礎(chǔ)上，對(duì)鋁合金箱體結(jié)構(gòu)在釬焊過程中的箱體整體變形及應(yīng)力分布進(jìn)行了分析，并用三維坐標(biāo)移對(duì)箱體的變形進(jìn)行了測(cè)量以驗(yàn)證模擬的可靠性。優(yōu)化箱體釬

3、焊的夾持狀態(tài)，并計(jì)算優(yōu)化工藝條件下的箱體變形及應(yīng)力分布情況。 模擬結(jié)果表明：鋁合金釬焊接頭在釬焊后產(chǎn)生的y向應(yīng)力和z向應(yīng)力對(duì)接頭的強(qiáng)度影響較大；在接頭中上鋁板與釬料接觸面處達(dá)到最大值為164Mpa的殘余應(yīng)力。釬縫厚度為1mm左右時(shí)焊后殘余應(yīng)力值最小，在鋁合金接頭上施加一定的y向壓力，可以有效的降低焊后殘余應(yīng)力。模擬原有夾持工藝條件下箱體整體釬焊結(jié)果表明：箱體的最大變形出現(xiàn)在箱體背板上，最大變形量為11.49mm；箱體的上板上邊緣