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基于温度场的双相钢点焊接头微观组织和应力场研究
| 论文题名： | 基于温度场的双相钢点焊接头微观组织和应力场研究 |
| 关键词： | 汽车材料;双相钢;焊接接头;微观组织;应力应变场 |
| 摘要： | 双相高强度钢具备高强度和耐腐蚀性,且具有良好的冲压性能,已成为未来发展轻质量高安全性汽车的主要材料,广泛应用在汽车车身的电阻点焊制造中。通过数值模拟技术对双相钢电阻点焊过程中的点焊接头形成机理、微观组织转变和焊接变形控制进行研究,设法获得高质量点焊接头,将对双相钢在今后的广泛使用产生重要的影响。 本文以厚度为1.7mm的双相高强度钢DP600为研究对象,采用顺序耦合方式和热弹塑性理论,在所得温度场的结果基础上对电阻点焊过程中双相钢点焊接头的微观组织转变和应力应变场及工件变形进行了分析研究。 首先通过建立二维轴对称模型,充分考虑接触电阻、固液相变潜热、边界散热条件以及热电参数随温度变化的影响,得到温度场计算结果,分析了加热阶段的熔核形成过程和冷却阶段的温度变化规律。通过对比不同焊接工艺参数下的所得熔核模拟值与实验结果,验证了温度场模拟的准确性。 结合温度场结果和金相实验,对点焊接头微观组织转变的研究表明:加热阶段,热输入越多,奥氏体化越均匀,点焊接头越均匀,冷却阶段点焊接头热影响区发生马氏体转变,越靠近熔核区,马氏体晶粒尺寸越大。 对应力场的模拟中,利用线性混合法则考虑相变对热膨胀系数的影响,分析了预压、通电加热及压力维持冷却阶段的应力应变分布及变化规律,在此基础上对工件变形的分析表明:明显的电极压痕在通电中期形成,且逐渐变大直到冷却阶段结束;劈尖形成于通电初期,到通电结束时变为最大,冷却阶段又逐渐变小。对冷却阶段而言,冷却时间越长,电极压痕越深,劈尖却越小,而电极压力变化对工件焊接变形影响较小。 |
| 作者： | 马政 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 王元勋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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