搅拌摩擦焊的数值模拟PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 搅拌摩擦焊研究进展 2

1.2 搅拌摩擦焊数值模拟研究进展 8

参考文献 12

第2章 有限元基础和数值模型 21

2.1 弹性力学基础 21

2.2 变分原理基础 25

2.3 有限元基础 28

2.3.1 三角形单元 28

2.3.2 矩形单元 41

2.3.3 四面体单元 43

2.3.4 六面体单元 44

2.3.5 数值积分 46

2.4 本构方程 47

2.4.1 非率相关本构模型 47

2.4.2 率相关本构模型 51

2.4.3 Perzyna模型 52

2.4.4 Duvaut-Lion模型 53

2.4.5 Cowper-Symonds过应力模型 53

2.4.6 图形返回算法 54

2.5 数值模型 55

2.5.1 移动热源模型 55

2.5.2 顺序热力耦合模型 58

2.5.3 欧拉模型和任意拉格朗日-欧拉模型 62

2.5.4 自适应网格重剖分模型 67

2.5.5 光滑粒子法数值模型 68

2.5.6 流体力学模型 70

参考文献 72

第3章 传质与传热 76

3.1 热源分析 76

3.1.1 摩擦生热 76

3.1.2 热输入功率与搅拌头转速的关系 79

3.1.3 能量转换及塑性生热的热贡献 81

3.2 焊接参数对焊接温度的影响 87

3.2.1 ALE模型 87

3.2.2 移动热源模型 90

3.3 材料流动与塑性变形 95

3.3.1 物质点运动规律 95

3.3.2 焊接参数影响 102

3.3.3 等效塑性应变分析 116

3.3.4 焊接缺陷 121

3.3.5 流线分析 124

参考文献 125

第4章 残余状态及热处理 127

4.1 残余应力 128

4.1.1 基于温度场的热力耦合模型 128

4.1.2 热力耦合模型 130

4.1.3 顺序热力耦合模型 135

4.1.4 焊接叶轮残余应力 144

4.2 残余变形 151

4.3 热处理影响 160

4.3.1 焊接平板 160

4.3.2 T型板 171

参考文献 174

第5章 焊接构件疲劳与寿命 178

5.1 应力强度因子与裂纹扩展速率 180

5.2 叶轮轮轴接触部位裂纹扩展 189

5.3 叶轮叶片的概率失效 200

5.4 搅拌摩擦焊平板寿命预测 208

5.5 搅拌摩擦焊与TIG焊对比 220

参考文献 224

第6章 搅拌头的受力与疲劳 228

6.1 搅拌头受力计算 228

6.1.1 流体力学模型 228

6.1.2 网格重剖分模型 235

6.2 搅拌头疲劳应力计算 245

6.3 搅拌头疲劳寿命 254

参考文献 263

第7章 微观结构及力学性能 267

7.1 再结晶数值模拟 267

7.1.1 再结晶与材料流动 267

7.1.2 转速影响 274

7.1.3 搅拌针影响 282

7.1.4 轴肩影响 286

7.2 蒙特卡罗法 292

7.3 沉淀相及力学性能预测 302

7.3.1 形核率 303

7.3.2 生长率 303

7.3.3 粒子尺寸分布 304

7.3.4 离散方程 304

7.3.5 数值计算流程 305

7.3.6 强化模型 306

参考文献 309