目錄
前言
第1章緒論1
1.1攪拌摩擦焊研究進展2
1.2攪拌摩擦焊數(shù)值模擬研究進展8
參考文獻12
第2章有限元基礎和數(shù)值模型21
2.1彈性力學基礎21
2.2變分原理基礎25
2.3有限元基礎28
2.3.1三角形單元28
2.3.2矩形單元41
2.3.3四面體單元43
2.3.4六面體單元44
2.3.5數(shù)值積分46
2.4本構方程47
2.4.1非率相關本構模型47
2.4.2率相關本構模型51
2.4.3Perzyna模型52
2.4.4Duvaut-Lion模型53
2.4.5Cowper-Symonds過應力模型53
2.4.6圖形返回算法54
2.5數(shù)值模型55
2.5.1移動熱源模型55
2.5.2順序熱力耦合模型58
2.5.3歐拉模型和任意拉格朗日-歐拉模型62
2.5.4自適應網(wǎng)格重剖分模型67
2.5.5光滑粒子法數(shù)值模型68
2.5.6流體力學模型70
參考文獻72
第3章傳質與傳熱76
3.1熱源分析76
3.1.1摩擦生熱76
3.1.2熱輸入功率與攪拌頭轉速的關系79
3.1.3能量轉換及塑性生熱的熱貢獻81
3.2焊接參數(shù)對焊接溫度的影響87
3.2.1ALE模型87
3.2.2移動熱源模型90
3.3材料流動與塑性變形95
3.3.1物質點運動規(guī)律95
3.3.2焊接參數(shù)影響102
3.3.3等效塑性應變分析116
3.3.4焊接缺陷121
3.3.5流線分析124
參考文獻125
第4章殘余狀態(tài)及熱處理127
4.1殘余應力128
4.1.1基于溫度場的熱力耦合模型128
4.1.2熱力耦合模型130
4.1.3順序熱力耦合模型135
4.1.4焊接葉輪殘余應力144
4.2殘余變形151
4.3熱處理影響160
4.3.1焊接平板160
4.3.2T型板171
參考文獻174
第5章焊接構件疲勞與壽命178
5.1應力強度因子與裂紋擴展速率180
5.2葉輪輪軸接觸部位裂紋擴展189
5.3葉輪葉片的概率失效200
5.4攪拌摩擦焊平板壽命預測208
5.5攪拌摩擦焊與TIG焊對比220
參考文獻224
第6章攪拌頭的受力與疲勞228
6.1攪拌頭受力計算228
6.1.1流體力學模型228
6.1.2網(wǎng)格重剖分模型235
6.2攪拌頭疲勞應力計算245
6.3攪拌頭疲勞壽命254
參考文獻263
第7章微觀結構及力學性能267
7.1再結晶數(shù)值模擬267
7.1.1再結晶與材料流動267
7.1.2轉速影響274
7.1.3攪拌針影響282
7.1.4軸肩影響286
7.2蒙特卡羅法292
7.3沉淀相及力學性能預測302
7.3.1形核率303
7.3.2生長率303
7.3.3粒子尺寸分布304
7.3.4離散方程304
7.3.5數(shù)值計算流程305
7.3.6強化模型306
參考文獻309