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兵器材料科学与工程2026年第02期:5083/AZ31搅拌摩擦焊温度场与残余应力场数值模拟

来源:期刊VIP网 时间:


作者:周洪阳;曹丽杰;韩泽平;

单位:上海工程技术大学机械与汽车工程学院;

摘要:利用Abaqus仿真软件和耦合欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)方法,建立了5083铝合金与AZ31镁合金对接搅拌摩擦焊接(friction stir welding,FSW)有限元模型。对Al-Mg异种合金搅拌摩擦焊接过程中的温度场及残余应力场分布进行分析。结果表明:搅拌头靠近特征点时温度逐渐升高,最高温度达到502℃,低于2种材料熔点;残余应力在焊缝中心两侧呈不对称分布,前进侧的残余应力高于后退侧残余应力,最大残余应力达到167.2 MPa;垂直焊缝中心的横向、纵向残余应力呈“M”型分布;温度峰值随着焊接速度增大、转速减小而下降;残余应力随着焊接速度增大、转速减小而升高。试验测试和数值模拟得到的残余应力相吻合,从而验证了CEL模型的可靠性。

关键词:铝/镁异种合金;;搅拌摩擦焊;;CEL方法;;温度场;;残余应力

基金资助:国家自然科学基金(41807235)