薄板搅拌摩擦焊焊缝区应力集中的有限元分析

摘要

为研究经过搅拌摩擦焊处理的薄板在飞机上受拉应力时焊缝区的应力集中状况,建立飞机大型铝合金薄板搅拌摩擦焊焊缝区平齐、上凸、下凹三种典型几何形状的有限元模型.在有限元前处理中使模型右端面受拉,左端面设置对称约束条件以消除应力集中影响,使得模拟得到最大精度的数值结果.结果表明,在焊缝区假设为各向同性前提下,其形状决定应力集中程度.当焊缝区为平齐时,没有出现应力集中;当焊缝为上凸或下凹时,拉应力引起的偏心弯矩将影响焊缝区应力水平分布,特别是模型下凹时应力集中明显,且使薄板受力端产生显著挠度.