铝合金焊接接头局部力学性能分布特征及t型管接头性能研究

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1、硕士学位论文摘要在铝合金汽车框架结构中，T型管接头是一种重要的结构形式。对这种接头的强度，变形的实验研究要花费大量的人力。如采用有限元模拟可以有效地节约成本，提高效率。铝合金T型管接头存在着力学性能不均匀性，在进行有限元模拟之前必须对接头的局部性能进行表征，这样才能够得到比较精确的结果，对评定整体接头性能和改善焊接工艺是十分必要的。本文研究了一种双孔微剪切测定局部材料本构性能的新方法。在被测材料的小区域两侧开两小孔，剪切刀具从其中一孔对被测区域的材料加载直到破坏，记录加载过程中的载荷位移曲线。建立这种方法的有限元模型，根据实验的载荷位移曲线

2、，利用反向有限元计算方法得到局部材料的真应力应变曲线。从而测定了铝合金对接焊接接头热影响区的塑性变形的本构特性分布。但是上述方法在进行双孔微剪切之后还要进行大量的有限元模拟，不断调整屈服强度口，和加工硬化指数口要花费大量人力物力。建立双孔微剪切试验的有限元模型，并选择不同屈服应力和加工硬化指数的材料进行有限元模拟，给出材料塑性变形参数与试验载荷位移曲线的相关关系。这样，根据双孔微剪切的试验曲线可以直接得到材料的塑性变形参数。用铝合金挤压型材对这种方法的准确性进行验证。根据试验的载荷位移曲线，利用已经建立的材料性能参数o，、／7和剪应力剪应变

3、曲线的特征参数T，、／7，之间的相关性从而得到6063铝合金T型焊接接头试样的真应力应变曲线。测定结果表明，在热影响区的完全固溶区，材料的屈服应力较小，而加工硬化指数较高；在过时效区屈服应力和加工硬化指数都比较低。焊接接头可分为焊缝区、完全固溶区、过时效区、母材区。本文采用汽车车身应用的6063铝合金薄壁管用TIG焊焊接成T型管接头进行弯矩试验，同时采用ABAQUS有限元软件对其在弯矩作用下的管接头变形过程进行模拟。在建立的有限元模型中，在材料模型中利用上述的研究结果，进行分区，输入由双孔微剪切实验得到的局部力学性能。结果表明：等宽和不等宽

4、铝合金T型薄壁管接头在弯矩作用下强度指标的确定以及失效过程是不同的，同时由有限元模拟可以得知它们的极限承载力的数值是不同的以及焊缝区和热影响区的软化作用对接头强度有比较大的影响。本文的研究为汽车部件的进一步的安全碰撞分析可以提供有效的依据和奠定了基础。关键词：双孔微剪切实验，铝合金焊接接头，有限元模拟，局部本构特性，管接头，弯矩，承载力硕十学位论文AbstractIntheautomobileflamestructureofalumimumalloy,itisakindofimportantstructureformthatT-typetu

5、bularjointsareinchargeofconnecting．Itspendsalargeamountofmanpowertothestrengthofthiskindofjoint,experimentresearchoutofshape．Finiteelementsimulationcaneconomizethecosteffectivelysuchasadopting,raisingtheefficiency．AluminiumalloyT-typetubularjointsexhibitheterogeneityofmech

6、anicalproperties，itmustsignifysomelocalperformancebeforecarryingonfiniteelementsimulationandcanjustreceivemoleaccurateresultlikethis,itisveryessentialtoevaluatingpropertiesofthewholejointandimprovingtheweldingcraft．Thistexthasstudiedanewapproachfordetermininglocalmaterialc

7、onstitutivepropertiesofweldedjointsinaluminumalloy．Inthismethod，drillingthedoubleholesinthetwosidesofthepointtobedeterminedinweldedjoints，loadmaterialbridgebyanindenteruntilitisbroken，recordtheresponsebetweenappliedloadandindenterdisplacement．Wecancallthismethodasdoublehol

8、esmicrosheartest．Accordingtotheload-displacementcllrveobtainedexperimentallyfromthedouble