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7075铝合金FSW焊接头疲劳寿命模拟与分析
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作者 刘超 王江涛 +4 位作者 谢利 邱睿 张永康 胡可军 carlo.massimo.casciola 《焊接学报》 北大核心 2026年第3期56-68,共13页
工艺参数影响搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)焊件的温度场及应力场,进而影响其疲劳性能,探究“工艺参数-场域变化-疲劳寿命”3者之间的关系,对于提高调控铝合金产品的疲劳寿命有着重要意义.基于数值模拟的方法分析不同焊接工艺... 工艺参数影响搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)焊件的温度场及应力场,进而影响其疲劳性能,探究“工艺参数-场域变化-疲劳寿命”3者之间的关系,对于提高调控铝合金产品的疲劳寿命有着重要意义.基于数值模拟的方法分析不同焊接工艺参数下5 mm厚7075-T6铝合金焊件的温度场、应力场的变化规律,耦合Fe-safe软件探究疲劳寿命变化.结果表明,温度梯度∇f由焊核区向母材区不断扩大,导致热应变差异更显著,从而残余应力不断增大;温度的主要影响因素是搅拌头旋转速度,在工艺参数内每提升100 r/min,峰值温度提升约9%;焊后残余应力主要表现为沿焊缝方向的纵向残余应力,其值与焊接速度呈正比,与旋转速度成反比;在低焊接速度下焊件的疲劳寿命与转速成反比,最佳工艺窗口为旋转速度与焊接速度的比值K应在4~5之间,而与焊接速度之间的关系并不规律.上述结果经试验验证,不仅为FSW工艺参数优化提供理论依据,更为长寿命需求的7075铝合金工程结构件的推广应用提供技术保障和理论支撑,具有一定的价值和意义. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 温度场 应力场 疲劳寿命 数值模拟
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