摩擦搅拌焊接过程的数值仿真技术研究

摩擦搅拌焊接是20世纪90年代初提出的一种新的焊接技术，具有多项优点，已受到国际焊接界的普遍重视。以数值模拟手段为基础，与实验室工作相结合，研究与改进摩擦搅拌焊接工艺具有十分重要的意义。由于本项技术提出时间不长，目前对于摩擦搅拌焊接机理的研究相对其他焊接技术来说还处于起步阶段，对该焊接过程的数值模拟方面的研究工作则更是不够成熟。本项目的目的是开展针对摩擦搅拌焊接过程数值模拟若干关键技术的研究，在已获得的试验数据的基础上，建立合理的力学模型与相应的计算方法来模拟摩擦搅拌焊接过程中的摩擦、热传播以及材料塑性流动和变形等的时间历程，内容主要包括：接触－摩擦生热－传热分析、热接触分析、超（粘）塑性大变形分析、材料软化问题分析以及有效的动力非线性算法构造等。以有效的数值仿真技术为基础，进一步研究诸如搅拌头硬度、焊接速度等工艺参数对焊接产品质量的影响，为提高摩擦搅拌焊接工艺质量提供重要的参考依据。