铝合金电阻点焊过程的数值模拟及能量分析研究

摘要

该文采用数值模拟方法对铝合金点焊的过程机理进行了研究,分析了铝合金点焊过程中的力、热、电行为;通过对点焊过程的能量分析,揭示了铝合金点焊过程中各区域的产热规律和能量分布规律;并根据能量分析的结果和铝合金点焊问题的存在原因提出了改善铝合金点焊质量的工艺措施.该文首先建立了铝合金点焊预压接触分析的有限元模型,对铝合金点焊预压阶段的接触行为进行了数值分析,讨论了预压接触行为的主要影响因素与规律.在预压接触分析和接触电阻分析的基础上,该文建立了铝合金点焊过程的力、热、电耦合分析有限元模型,通过对ANSYS进行二次开发,实现了锥台形和球形两种电极条件下铝合金电阻点焊过程力、热、电行为的耦合分析.利用该文建立的铝合金电阻点焊数值模拟模型,对锥台形和球形两种电极条件下的铝合金电阻点焊过程进行了数值模拟.在铝合金点焊过程数值模拟的基础上,提出了点焊过程产热和能量分布的定量分析方法.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1选题的背景与意义

1.2点焊过程数值模拟的研究进展

1.3本论文的研究目的与内容

第2章铝合金点焊预压接触分析

2.1弹塑性接触有限元分析概述

2.2铝合金点焊预压接触分析的有限元模型

2.3铝合金点焊预压接触分析的结果

2.4铝合金点焊预压接触行为的影响因素及规律

2.5铝合金点焊预压接触分析结果的验证

本章小结

第3章铝合金点焊中的接触电阻

3.1接触电阻基本理论概述

3.2铝合金点焊时的电极间电阻

3.3铝合金点焊接触电阻的测试试验与结果

3.4铝合金点焊过程数值模拟中对接触电阻的处理

3.5铝合金点焊静态电极间电阻的数值模拟与验证

本章小结

第4章铝合金电阻点焊过程的有限元模拟

4.1铝合金电阻点焊过程的描述与简化

4.2铝合金点焊过程有限元模型的建立

4.3铝合金点焊过程力、热、电行为的数值计算过程

4.4锥台形电极条件下铝合金点焊过程的有限元计算结果

4.5球形电极条件下铝合金点焊过程的有限元计算结果

4.6铝合金点焊过程中的热电效应分析

4.7数值计算结果的验证

本章小结

第5章铝合金点焊过程的能量分析

5.1铝合金点焊过程中的产热分析

5.2铝合金点焊过程中的能量分布

5.3改善铝合金点焊质量的措施

本章小结

第6章结论

参考文献

作者攻读博士期间发表的学术论文及参与的科研工作

致谢