| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 注释表 | 第17-18页 |
| 第一章 绪论 | 第18-32页 |
| 1.1 课题背景与选题意义 | 第18-19页 |
| 1.2 焊接熔池凝固过程微观组织模拟研究现状 | 第19-27页 |
| 1.2.1 确定性方法 | 第19页 |
| 1.2.2 蒙特卡罗方法 | 第19-20页 |
| 1.2.3 水平集方法 | 第20页 |
| 1.2.4 相场方法 | 第20-21页 |
| 1.2.5 元胞自动机方法 | 第21-27页 |
| 1.3 焊接熔池凝固过程枝晶-气孔耦合模拟 | 第27-30页 |
| 1.4 课题的研究内容 | 第30-32页 |
| 第二章 铝合金激光焊接工艺实验与分析 | 第32-48页 |
| 2.1 引言 | 第32页 |
| 2.2 激光焊接实验材料及设备 | 第32-33页 |
| 2.2.1 2060铝铜合金材料成分及基体组织 | 第32页 |
| 2.2.2 激光焊接实验设备 | 第32-33页 |
| 2.3 实验与测试方法 | 第33-36页 |
| 2.3.1 工艺实验设计 | 第33-34页 |
| 2.3.2 力学性能测试 | 第34-35页 |
| 2.3.3 焊接温度循环测试 | 第35-36页 |
| 2.3.4 焊缝气孔测试 | 第36页 |
| 2.4 激光焊接实验结果分析 | 第36-46页 |
| 2.4.1 宏观形貌 | 第36-38页 |
| 2.4.2 显微组织 | 第38-41页 |
| 2.4.3 力学性能分析 | 第41-42页 |
| 2.4.4 温度测试结果分析 | 第42-43页 |
| 2.4.5 气孔形貌与气孔率分析 | 第43-46页 |
| 2.5 本章小结 | 第46-48页 |
| 第三章 三维焊接熔池凝固过程枝晶生长模型的建立 | 第48-66页 |
| 3.1 引言 | 第48页 |
| 3.2 元胞自动机方法的基本原理 | 第48-50页 |
| 3.3 凝固过程枝晶形核模型的建立 | 第50-51页 |
| 3.4 凝固过程枝晶生长模型的建立 | 第51-57页 |
| 3.4.1 枝晶尖端过冷度 | 第51-52页 |
| 3.4.2 枝晶生长过程溶质浓度场 | 第52-53页 |
| 3.4.3 枝晶生长速度 | 第53-55页 |
| 3.4.4 枝晶生长模型中参数获取 | 第55-57页 |
| 3.5 随机取向角度规则 | 第57-59页 |
| 3.6 材料参数及边界条件定义 | 第59-60页 |
| 3.7 计算流程与模型的实现 | 第60-62页 |
| 3.8 模型实施及初步印证 | 第62-63页 |
| 3.9 本章小结 | 第63-66页 |
| 第四章 焊接熔池凝固过程枝晶生长模拟结果与分析 | 第66-88页 |
| 4.1 引言 | 第66页 |
| 4.2 焊接熔池等轴晶形态模拟结果与分析 | 第66-70页 |
| 4.2.1 三维等轴晶生长形貌模拟结果 | 第66-68页 |
| 4.2.2 三维等轴晶生长过程的溶质浓度分析 | 第68-69页 |
| 4.2.3 三维与二维模拟结果对比分析 | 第69-70页 |
| 4.3 焊接熔池柱状晶形态模拟结果与分析 | 第70-74页 |
| 4.3.1 三维柱状晶生长形貌模拟结果 | 第71-72页 |
| 4.3.2 三维柱状晶生长过程的溶质浓度分析 | 第72-74页 |
| 4.4 不同凝固参数对模拟结果的影响 | 第74-79页 |
| 4.4.1 初始过冷度对模拟结果的影响 | 第74-76页 |
| 4.4.2 冷却速度对模拟结果的影响 | 第76-79页 |
| 4.5 焊接熔池柱状晶竞争生长模拟结果与分析 | 第79-87页 |
| 4.5.1 不同形核数量的柱状晶生长 | 第79-81页 |
| 4.5.2 不同择优生长取向的柱状晶生长 | 第81-87页 |
| 4.6 本章小结 | 第87-88页 |
| 第五章 枝晶生长与气孔演变耦合模型的建立 | 第88-102页 |
| 5.1 引言 | 第88页 |
| 5.2 铝合金激光焊接气孔缺陷分类 | 第88-89页 |
| 5.3 气孔形核模型的建立 | 第89-90页 |
| 5.4 气孔演变模型的建立 | 第90-93页 |
| 5.4.1 气孔体积变化 | 第91-92页 |
| 5.4.2 气孔演变过程氢浓度场 | 第92页 |
| 5.4.3 气孔演变模型中参数获取 | 第92-93页 |
| 5.5 枝晶与气孔耦合模型的建立 | 第93-97页 |
| 5.5.1 物理系统的建立 | 第94页 |
| 5.5.2 耦合枝晶生长的气孔模型基本思想 | 第94-96页 |
| 5.5.3 耦合模型氢扩散场的建立 | 第96-97页 |
| 5.5.4 耦合模型的参数确定 | 第97页 |
| 5.6 材料参数定义 | 第97-98页 |
| 5.7 计算流程与模型的实现 | 第98-99页 |
| 5.8 模型实施及初步印证 | 第99-100页 |
| 5.9 本章小结 | 第100-102页 |
| 第六章 焊接熔池枝晶生长与气孔演变耦合模拟结果与分析 | 第102-122页 |
| 6.1 引言 | 第102页 |
| 6.2 等轴晶与气孔耦合演变模拟结果与分析 | 第102-106页 |
| 6.2.1 等轴晶与气孔耦合演变形貌结果 | 第102-103页 |
| 6.2.2 等轴晶与气孔耦合演变溶质场结果 | 第103-105页 |
| 6.2.3 等轴晶与气孔耦合演变氢浓度场结果 | 第105-106页 |
| 6.3 柱状晶与气孔耦合演变模拟结果与分析 | 第106-111页 |
| 6.3.1 柱状晶与气孔耦合演变形貌结果 | 第106-108页 |
| 6.3.2 柱状晶与气孔耦合演变溶质场结果 | 第108-109页 |
| 6.3.3 柱状晶与气孔耦合演变氢浓度场结果 | 第109-111页 |
| 6.4 不同参数对模拟结果的影响 | 第111-116页 |
| 6.4.1 初始氢浓度的影响 | 第111-114页 |
| 6.4.2 冷却速度的影响 | 第114-116页 |
| 6.5 焊接熔池多柱状晶生长与气孔耦合演变模拟 | 第116-118页 |
| 6.6 焊接气孔实验与模拟对比分析 | 第118-120页 |
| 6.7 本章小结 | 第120-122页 |
| 第七章 结论及展望 | 第122-124页 |
| 7.1 结论 | 第122-123页 |
| 7.2 主要创新点 | 第123页 |
| 7.3 展望 | 第123-124页 |
| 参考文献 | 第124-131页 |
| 致谢 | 第131-132页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第132-133页 |