留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于ALE的螺柱型冲击焊数值模拟研究

李星昆 何建萍

李星昆, 何建萍. 基于ALE的螺柱型冲击焊数值模拟研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2022, 36(2): 113-117. doi: 10.12299/jsues.21-0248
引用本文: 李星昆, 何建萍. 基于ALE的螺柱型冲击焊数值模拟研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2022, 36(2): 113-117. doi: 10.12299/jsues.21-0248
LI Xingkun, HE Jianping. Research on numerical simulation of stud impact welding based on ALE[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2022, 36(2): 113-117. doi: 10.12299/jsues.21-0248
Citation: LI Xingkun, HE Jianping. Research on numerical simulation of stud impact welding based on ALE[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2022, 36(2): 113-117. doi: 10.12299/jsues.21-0248

基于ALE的螺柱型冲击焊数值模拟研究

doi: 10.12299/jsues.21-0248
基金项目: 国家自然科学基金项目资助(51775327);上海市科委基础研究重点项目资助(14JC1402700)
详细信息
    作者简介:

    李星昆(1996−),男,在读硕士,研究方向为植柱型碰撞冲击焊基于快速热塑性变形的微观组织演变. E-mail:leexingkun@163.com

    通讯作者:

    何建萍(1964−),女,教授,博士,研究方向为异种金属高速冲击焊. E-mail:janejphe@sues.edu.cn

  • 中图分类号: TG442

Research on numerical simulation of stud impact welding based on ALE

  • 摘要:

    在原有焊接试验基础上,展开任意拉格朗日−欧拉(ALE)法下的螺柱型冲击焊数值模拟研究. 数值模拟研究结果与实际焊接试验结果高度相似,模拟结果可以真实反映实际焊接试验情况. 结合模拟数据,分析试样剖面不同位置的剪应力、压应力及对应的应变分布情况,佐证了应力波是形成波状界面的重要机理.

  • 图  1  螺柱型碰撞冲击焊接试验装置模型

    Figure  1.  Model of stud type collision impact welding experimental device

    图  2  钢板侧网格划分情况示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of steel plate side grid division

    图  3  数值模拟试样模型

    Figure  3.  Numerical simulation sample model

    图  4  螺柱型冲击焊试样剖面

    Figure  4.  Section of stud type impact welding

    图  5  钢一侧试样界面形貌

    Figure  5.  Appearance of test interface on steel side

    图  6  试样剖面剪应力分布云图

    Figure  6.  Cloud map of shear stress distribution of sample profile

    图  7  试样剖面压应力分布云图

    Figure  7.  Cloud map of compressive stress distribution of sample profile

    图  8  钢一侧应变分布云图

    Figure  8.  Cloud map of strain distribution on one side of steel

    图  9  铜一侧应变分布云图

    Figure  9.  Cloud map of strain distribution on one side of copper

    表  1  纯铜子弹与钢板的Johnson-Cook模型参数

    Table  1.   Johnson-Cook model parameters of pure copper bullets and steel plates

    材料ρ/ (g • cm−3)G/ GPaABncmTm/ ℃Tr/ ℃
    8.93460.001490.003050.0960.0341.091083288
    钢板7.83770.007920.005100.2600.0141.031793294
    下载: 导出CSV

    表  2  螺柱型冲击焊试验参数

    Table  2.   Stud type impact welding test parameters

    试样编号炸药装填量/ g飞行速度/ (m • s−1)碰撞角β/ (°)
    14.5348.95.93
    下载: 导出CSV
  • [1] 张义, 张景林, 申英强, 等. 螺柱焊焊接技术及其应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2009: 129 − 172.
    [2] 池强, 张建勋, 付继飞. 电弧螺柱焊技术的发展与应用[J] . 焊接技术,2003,32(6):18 − 20. doi: 10.3969/j.issn.1002-025X.2003.06.009
    [3] XU Y G, JIAO X D, ZHOU C F, et al. Development and application of friction stud welding in the field of underwater joining[J] . Welding & Joining,2014(4):22 − 26,73.
    [4] MIKNO Z. Projection welding of nuts involving the use of electromechanical and pneumatic electrode force[J] . International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2018,99:1405 − 1425. doi: 10.1007/s00170-018-2525-5
    [5] SCHRAFF S. Evolution of the stud welding machine[J] . Welding Journal,2017,96(12):77 − 80.
    [6] HE J P, SIROIS D, LI S Q, et al. Ballistic impact welding of copper to low carbon steel[J] . Journal of Materials Processing Technology,2016,232(1):165 − 174.
    [7] YUAN X D, WANG W X, CAO X Q, et al. Numerical study on the interfacial behavior of Mg/Al plate in explosive/impact welding[J] . Science and Engineering of Composite Materials,2017,24(4):581 − 590. doi: 10.1515/secm-2015-0316
    [8] 李晓杰, 莫非, 闫鸿浩, 等. 爆炸焊接界面波的数值模拟[J] . 爆炸与冲击,2011,31(6):653 − 657.
    [9] 缪广红, 马雷鸣, 吴建强, 等. 基复板间距对爆炸焊接质量影响的数值模拟[J] . 爆破,2020,37(2):106 − 114. doi: 10.3963/j.issn.1001-487X.2020.02.019
    [10] 杜飞, 王新云, 邓磊, 等. 高速冲击连接技术的研究进展[J] . 中国机械工程,2021,32(5):607 − 617.
    [11] 齐雪, 廖秋慧, 何建萍, 等. 旋转冲击连接技术数值模拟方法研究[J] . 热加工工艺,2020,49(5):137 − 140,144.
    [12] 汤柳磊. 植柱型旋转碰撞冲击连接工艺及界面特征[D]. 上海: 上海工程技术大学, 2018.
    [13] 孙玉松, 周穗华, 张晓兵, 等. 基于多介质ALE方法的大型弹体入水载荷特性研究[J] . 海军工程大学学报,2019,31(6):101 − 106. doi: 10.7495/j.issn.1009-3486.2019.06.019
    [14] 孙标, 廖秋慧, 何建萍. 铜与低碳钢冲击连接的仿真模拟[J] . 材料热处理学报,2021,42(10):157 − 166.
    [15] 李星昆, 何建萍. 复合板爆炸焊工艺研究现状及展望[J] . 轻工机械,2021,39(4):1 − 4. doi: 10.3969/j.issn.1005-2895.2021.04.001
  • 加载中
图(9) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  295
  • HTML全文浏览量:  159
  • PDF下载量:  48
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-11
  • 网络出版日期:  2022-11-16
  • 刊出日期:  2022-06-30

目录

    /

    返回文章
    返回