1、“.....在点焊过程中,受到瞬时高温作用和表面的摩擦作用,伴随着温度和受力的耦合物理现象,加上由弹塑性变形所产生的材料非线性,因此,分析中应采用非稳态非线性计算模型。热力耦合分析的方法通常有三种,。直接耦合。使用具有温度和位移自由度的耦合单元,同时得到热分析和结构应力分析结果间接耦合。首先进行热分析,然后将节点温度作为体载荷施加在结构应力分析中。只考虑温度场对应力应变场的影响,而忽略应力场分布和变形对温度场的影响结构应力分析中直接定义节点的温度。如果所有节点温度已知,即直接定义节点温度。节点温度在应力分析中作为体载荷,而不是节点自由度。开始建模定义单元材料属性......”。
2、“.....进行数据处理结束是修改载荷步优化网格修改材料属性否否否是图考虑温度场影响时热应力分析的流程图本文研究中采用第三种方法进行计算。对温度场和应力应变场的进行耦合,与实际情况更接近。考虑温度场影响时热应力分析的流程图如图所示。假设温度分布呈以焊核中心为原点的高斯面分布为了计算方便,假设焊点温度场以焊点中心呈高斯分布,最大温度为,如图所示。图呈高斯分布的节点温度载荷在有限元分析过程中,不考虑胶层中存在气孔夹杂以及缺胶等缺陷假定结构连接完好,结合表面无缺陷,不考虑电极压痕等假设焊点为椭球体,其长轴为,短轴为。只考虑了材料非线性,不考虑几何非线性。模型约束条件和加载情况首先考虑如图所示热边界条件下,考虑温度场对接头的影响计算热应力......”。
3、“.....所有模型所加载荷均为均布载荷即,对模型的约束和加载情况见图。取为搭接区中心线处和为界面附近下被粘物处应力分布部分数值进行分析。应力路径如图所示。以焊点中心为圆心施加呈高斯分布的温度载荷与空气接触处施加空气对流边界图单搭接胶焊接头示意图考虑温度场边界条件上静力学边界条件下单元分析依旧采用单元进行热力耦合模拟,胶层和被粘物均划分为四边形单元,焊点胶层以及胶瘤划分为三角形单元,其余部分划分为四边形单元。且焊点胶瘤以及胶层的单元长度为,如图所示。分析过程及方法选择铝合金为被粘物,酚醛树脂结构胶粘剂,且被粘物和胶层均采用广义平面应变单元,在热力学分析中利用单元包含初始应力场进行热应力分析......”。
4、“.....计算热作用下接头应力场分布。采用单元进行初始应力分析,将温度场计算得到的应力场作为后续静力学计算的初始应力场。在进行温度场分析时,考虑材料的比热线膨胀系数热导率和密度等参数见表。在静力学分析时,考虑材料的非线性行为,利用双线性各向同性强化选项描述材料的弹塑性性能,相关材料的力学性能参数如表所示。屈服准则选取屈服准则。表材料的热力学性能参数材料比热线膨胀系数热导率密度酚醛树脂胶结果与分析图考虑和不考虑热应力作用下胶层中心线处应力分布图考虑和不考虑热应力作用下被粘物界面处应力分布由图所示,考虑热应力作用与不考虑时接头各应力除胶层中心剪切应力几乎没有什么变化外分布不同......”。
5、“.....考虑热应力时,接头应力分布发生显著变化,特别是在焊核中心和不同材料的界面处。这是因为焊核被粘物与胶粘剂的相关热参数比热线膨胀系数热导率等不样,在温度场的作用下产生不同的热应力与后续的拉伸载荷共同作用下造成的。由图可以看出,在热应力作用下,胶层中心线处各应力在焊核中心处发生很大的变化,正应力在焊核中心由正值拉应力变为负值压应力,在搭接区端部处几乎没有变化,在焊核两侧的胶层中有个先升高后降低的过程,并在焊核中心形成应力峰值剪切应力几乎没有变化剥离应力与正应力类似,但是在胶层中应力增加的幅度较大,并在焊核胶层界面处应力出现急剧变化的过程胶层中降低,焊核中升高第主应力在焊核处大幅度降低,应力值几乎为零......”。
6、“.....焊核两侧的胶层中应力随着离接头中心越远变化幅度越小,在端部几乎没有变化。这是因为在温度场的作用下,接头产生了不同程度的热应力,与后续拉伸载荷所形成的各种应力相叠加形成的。由此可见,热应力对胶层中心应力分布影响很大。由图可以看出,热应力对接头中被粘物界面处应力分布也有很大的影响。特别是对焊核被粘物界面处各应力分布的影响。并再次说明热应力对焊核内部应力分布影响更显著,因为在焊核内部应力分布依然变化最显著。热应力的影响与图类似,但剪切应力考虑热应力时有明显的影响,在焊核右侧端部之前的负值压应力变为正值拉应力,左侧应力方向不变应力值增加,其大小快接近峰值。由此被粘物界面处应力值在焊核左侧增大,在右侧减小......”。
7、“.....应力值变化幅度越小。由以上分析可知,热应力对胶焊接头应力分布影响比较显著,故在进行拉伸载荷下接头应力分布计算时,应考虑点焊过程温度场产生热应力的作用。本章小结本章在假设温度场已知并呈高斯分布的前提下,初步探讨了考虑点焊过程的热应力作用,计算胶焊接头在拉伸载荷作用下应力分布。并与未考虑热应力时计算结果进行比较,得出如下结论热应力对胶焊接头应力分布影响比较显著,在进行有限元计算应考虑热应力作用以达到更准确预测应力分布的目的热应力对焊核中应力分布更显著。考虑热应力作用情况下,焊核内部应力值上升幅度较大。在各界面处应力也有较大的变化,但远不及对焊核的影响。并且影响大小幅度不均匀热应力作用使胶层中应力值上升,但是上升幅度不均匀......”。
8、“.....应力变化幅度越小,在端部几乎没有影响。全文总结与展望主要结论通过运用弹塑性有限元法,以胶焊单搭接接头为研究对象,以优化接头应力分布和提高接头强度为目标,考察了胶粘剂和被粘物的性质弹性模量预弯曲胶瘤性质等对分析了胶层中心和胶层被粘物界面应力分布以及胶层的应变情况,得出了如下主要结论胶粘剂弹性模量对胶层中的应力分布有显著影响,随胶粘剂弹性模量的增高,搭接区端部附近胶层中心的应力峰值上升,接头从焊点承载为主向转变为胶层也承受较多的外载。紧邻胶接界面的被粘物侧和焊点内的应力分布均有显著变化,应力峰值显著降低,有利于提高疲劳强度。综合考虑到弹性模量增加时所引起的应力峰值在搭接区端部附近的上升和在胶层焊点边缘及对应于焊点中心点除的下降幅度......”。
9、“.....混合胶粘剂对胶焊接头作用显著,特别是低弹性模量胶粘剂端焊点边缘和胶层端部。除正应力外,随着胶粘剂弹性模量减小,在低弹性模量处应力显著增大,特别是焊点端部,而胶层端部应力则逐渐下降。并且随着两种胶粘剂弹性模量差别愈大,应力变化幅度越大。而在高弹性模量处几乎没有影响混合胶粘剂对被粘物处应力分布影响与对搭接区中心应力分布影响类似,但对应力峰值影响明显,出现次应力峰值,特别是剪切应力。综合考虑混合胶粘剂对胶焊接头应力分布的影响,为提高接头整体承载能力,建议采用的混合胶粘剂弹性模量相差适宜的组合。上下被粘物厚度不致,使得搭接区中心以及被粘物界面处应力分布不对称,其中搭接区中心出现了应力峰值左高右低的分布状况......”。
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