為減輕車重以提高節(jié)約能源、減少環(huán)境污染,鋁合金在鋼占主體地位的傳統(tǒng)汽車車身上越來越多地被使用,鋁、鋼異種金屬的連接也隨之成為亟待解決的問題。由于鋁合金和低碳鋼的物理性能如熔點、導熱、導電等物理性能存在較大差異,且Fe在Al中的固溶度極低,因此容易產(chǎn)生裂紋、縮孔和金屬間化合物,此問題成為在鋁合金/低碳鋼異種金屬焊接接頭中的重要焊接缺陷。因此,鋁合金/低碳鋼的焊接問題成為該異種接頭在汽車行業(yè)中應用的難題。本文開展了鋁合金/低碳鋼異種金屬電阻點焊研究。在分析鋁合金、鋼的電阻點焊特點的基礎上,針對6022-T4鋁合金和DC04熱鍍鋅低碳鋼采用直流電阻點焊。并在充分考慮相變潛熱、隨溫度變化的熱、電和力學性能、接觸電阻等多因素的基礎上,建立了鋁合金/低碳鋼點焊過程的數(shù)值模型。該模型可實現(xiàn)點焊過程結(jié)構(gòu)、熱和電耦合行為的模擬,揭示了點焊過程中應力、應變場、溫度場和電場的變化規(guī)律,加深了對鋁合金/低碳鋼電阻點焊的動態(tài)物理過程的認識�；诜磻獢U散原理和計算結(jié)果,提出了鋁/鋼界面的金屬間化合物厚度的預測公式。最終將計算結(jié)果和實測結(jié)果進行了比較,以驗證模型和預測公式的可靠性。獲得的結(jié)論如下:(1)在通電加熱的...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 鋁/鋼異種金屬焊接實驗研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋁/鋼電阻點焊研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鋁/鋼異種金屬其他焊接方法
    1.3 點焊過程數(shù)值模擬研究進展
    1.4 鋁/鋼界面金屬間化合物的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 鋁/鋼電阻點焊預壓階段接觸行為的數(shù)值模擬
    2.1 彈塑性有限元分析
        2.1.1 彈塑性增量理論
        2.1.2 接觸問題有限元分析理論
        2.1.3 ANSYS中的接觸分析
    2.2 預壓階段有限元模型的建立
        2.2.1 建模的假設條件
        2.2.2 幾何模型及有限元網(wǎng)格劃分
        2.2.3 邊界條件與加載
        2.2.4 材料力學性能
        2.2.5 求解分析
    2.3 鋁合金/低碳鋼點焊預壓接觸分析結(jié)果與討論
    2.4 電極力對鋁合金/低碳鋼點焊預壓接觸行為的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 鋁/鋼電阻點焊熔核形成過程的數(shù)值模擬
    3.1 電阻點焊熱過程的基本控制方程
    3.2 鋁/鋼電阻點焊過程有限元模型的建立
        3.2.1 建模的假設條件
        3.2.2 模型網(wǎng)格劃分及邊界條件
        3.2.3 材料的熱物理性能
        3.2.4 接觸屬性的參數(shù)化處理
        3.2.5 力、熱、電耦合行為的數(shù)值計算流程
    3.3 電阻點焊過程結(jié)果分析與討論
        3.3.1 模型驗證
        3.3.2 電場分析
        3.3.3 溫度場分析
        3.3.4 結(jié)構(gòu)場分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 電阻點焊中鋁/鋼界面金屬間化合物預測
    4.1 電阻點焊中鋁、鋼金屬間化合物厚度預測原理
    4.2 電阻點焊中鋁/鋼金屬間化合物預測分析
        4.2.1 預測公式
        4.2.2 預測結(jié)果與實驗驗證
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
附錄1材料本體電阻產(chǎn)熱代碼
附錄2接觸電阻產(chǎn)熱代碼
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3804134