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《兰州理工大学》 2011年
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2A12铝合金薄板熔焊对接接头大变形及失效力学行为研究

余江瑞  
【摘要】:随着汽车工业的发展,为适应汽车轻量化的要求,中高强度铝合金广泛应用于新一代车体中,相应的,铝合金焊接接头亦被大量引入到车辆结构中。铝制汽车框架结构ASF成为研究热点。其中铝合金接头变形及损伤失效行为对整车安全至关重要,需要进行细致深入的研究。 因此,本文主要针对铝合金2A12的熔焊接头的制备及力学性能表征展开研究。重点分析了接头在不同应力状态下的变形及断裂行为,获得了接头在拉伸、剪切及混个应力状态下的断裂形式及断口形貌特征,并采用有限元技术对接头不均匀变形及损伤起始进行了模拟。 在整个材料表征中,首先采用传统的硬度测试及金相观察方法判定熔合区是焊接接头最薄弱的区域,然后利用直接方法即通过接头的横向、纵向光滑拉伸获得接头微区的力学性能,再采用微冲压实验结合有限元模拟间接获得接头各个区域力学性能,通过比较研究了二者的优缺点。在此基础上,通过缺口拉伸试验测试了熔焊对接接头在不同的应力状态下的变形及断裂形式以及对断口形貌特征:发现在光滑拉伸状态下,接头的断口形貌均是沿晶断裂,而在纯剪应力状态时接头的断口出现比较平滑的剪切肌,属于韧性断裂。而在混合应力状态时接头的断口出现少量大而浅的韧窝,在韧窝周围会出现舌状花样的解理断裂。说明在不同的应力状态下接头的断裂形式不同,同时利用ABAQUS有限元模拟验证了这个结果的正确性。本实验为研究焊接接头的失效分析提供了一定的理论依据。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG407

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