| 摘要 | 第3-6页 |
| ABSTRACT | 第6-9页 |
| 第一章 绪论 | 第13-29页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第13-14页 |
| 1.2 Al-Mg-Si合金的激光焊接特性 | 第14-17页 |
| 1.2.1 Al-Mg-Si合金简介 | 第14-15页 |
| 1.2.2 激光焊接的特点及优势 | 第15-16页 |
| 1.2.3 Al-Mg-Si合金激光焊接问题 | 第16-17页 |
| 1.3 铝合金焊接凝固裂纹基本理论 | 第17-21页 |
| 1.4 焊接凝固裂纹的数值模拟研究现状 | 第21-27页 |
| 1.4.1 凝固裂纹萌生的数学模型 | 第21-26页 |
| 1.4.2 凝固裂纹扩展的数学模型 | 第26-27页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第27-29页 |
| 第二章 试验方法及数值模拟理论 | 第29-45页 |
| 2.1 试验材料 | 第29-30页 |
| 2.2 试验设备与方法 | 第30-34页 |
| 2.2.1 光纤激光焊接系统 | 第30-31页 |
| 2.2.2 高速摄像系统 | 第31-32页 |
| 2.2.3 焊接凝固裂纹敏感性工艺试验 | 第32-34页 |
| 2.3 表征及测试方法 | 第34-37页 |
| 2.3.1 凝固裂纹敏感性表征 | 第34页 |
| 2.3.2 高温力学性能测试 | 第34-35页 |
| 2.3.3 焊接过程应变测试 | 第35-36页 |
| 2.3.4 金相样品的制备与表征 | 第36-37页 |
| 2.4 有限元分析基本理论 | 第37-44页 |
| 2.4.1 焊接过程有限元分析的特点及模型简化 | 第37-39页 |
| 2.4.2 焊接温度场模拟的基本理论 | 第39-40页 |
| 2.4.3 焊接应力应变模拟的基本理论 | 第40-44页 |
| 2.5 本章小结 | 第44-45页 |
| 第三章 Al-Mg-Si合金激光焊接凝固裂纹敏感性及组织特征 | 第45-82页 |
| 3.1 凝固裂纹敏感性研究 | 第45-62页 |
| 3.1.1 试验方案设计 | 第45-46页 |
| 3.1.2 激光功率对裂纹敏感性的影响 | 第46-48页 |
| 3.1.3 焊接速度对裂纹敏感性的影响 | 第48-50页 |
| 3.1.4 焊缝与工件边缘距离对裂纹敏感性的影响 | 第50-51页 |
| 3.1.5 工艺参数对裂纹率的耦合影响 | 第51-62页 |
| 3.2 拘束强度对凝固裂纹萌生与扩展的影响规律 | 第62-70页 |
| 3.2.1 试验设计 | 第62-65页 |
| 3.2.2 单边拘束中拘束强度的影响 | 第65-68页 |
| 3.2.3 双边拘束中拘束强度的影响 | 第68-70页 |
| 3.3 凝固裂纹萌生与扩展的动态过程 | 第70-71页 |
| 3.4 铝合金凝固裂纹冶金特征 | 第71-80页 |
| 3.4.1 凝固裂纹形貌特征 | 第71-73页 |
| 3.4.2 断口形貌特征 | 第73-75页 |
| 3.4.3 凝固过程分析 | 第75-79页 |
| 3.4.4 凝固裂纹萌生和扩展机理 | 第79-80页 |
| 3.5 本章小结 | 第80-82页 |
| 第四章 激光焊接凝固裂纹萌生与扩展的宏观力学因素 | 第82-110页 |
| 4.1 铝合金激光焊接温度场模型的建立 | 第82-88页 |
| 4.1.1 热物理性能参数的确定 | 第83-84页 |
| 4.1.2 热源模型的建立 | 第84-86页 |
| 4.1.3 建模与求解分析 | 第86-88页 |
| 4.2 铝合金激光焊接瞬态应力场模型的建立 | 第88-93页 |
| 4.2.1 材料力学性能参数的确定 | 第88-90页 |
| 4.2.2 建模与求解策略 | 第90-91页 |
| 4.2.3 模型的实验验证 | 第91-93页 |
| 4.3 凝固裂纹萌生与扩展的宏观力学判据 | 第93-94页 |
| 4.4 裂纹萌生与扩展行为的模拟分析 | 第94-99页 |
| 4.5 拘束强度对凝固裂纹影响的模拟分析 | 第99-104页 |
| 4.5.1 单边拘束中拘束强度对裂纹敏感性的影响 | 第99-102页 |
| 4.5.2 双边拘束中拘束强度对裂纹敏感性的影响 | 第102-104页 |
| 4.6 焊缝与工件边缘距离对凝固裂纹影响的模拟分析 | 第104-107页 |
| 4.7 本章小结 | 第107-110页 |
| 第五章 铝合金激光焊接凝固裂纹萌生的微观模型 | 第110-136页 |
| 5.1 局部应力应变分布 | 第110-117页 |
| 5.1.1 枝晶有限元模型 | 第111-112页 |
| 5.1.2 高温性能和边界条件 | 第112-114页 |
| 5.1.3 局部应力应变模型的计算步骤 | 第114页 |
| 5.1.4 晶粒尺寸对局部应变的影响 | 第114-116页 |
| 5.1.5 枝晶变形量和固相比例对局部应变的影响 | 第116-117页 |
| 5.2 晶间压降分布 | 第117-122页 |
| 5.2.1 RDG模型 | 第117-121页 |
| 5.2.2 RDG模型的改进 | 第121-122页 |
| 5.3 凝固裂纹萌生的微观判据 | 第122-124页 |
| 5.4 基于微观判据的凝固裂纹敏感性分析 | 第124-134页 |
| 5.4.1 焊接速度对凝固裂纹萌生的影响 | 第124-125页 |
| 5.4.2 焊缝的微观组织特征 | 第125-127页 |
| 5.4.3 应力应变分布特征 | 第127-131页 |
| 5.4.4 晶间压降分布特征 | 第131-134页 |
| 5.5 本章小结 | 第134-136页 |
| 第六章 结论 | 第136-139页 |
| 创新点 | 第139-140页 |
| 参考文献 | 第140-150页 |
| 致谢 | 第150-152页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第152-154页 |