| 摘要 | 第13-15页 |
| Abstract | 第15-17页 |
| 第1章 前言 | 第18-44页 |
| 1.1 研究目的及意义 | 第18-20页 |
| 1.2 搅拌摩擦焊接工艺及其机理研究 | 第20-29页 |
| 1.2.1 搅拌摩擦焊接工艺 | 第20-21页 |
| 1.2.2 搅拌摩擦焊接过程的实验研究 | 第21-25页 |
| 1.2.3 搅拌摩擦焊接过程的数值模拟 | 第25-29页 |
| 1.3 热源辅助搅拌摩擦焊接的研究现状 | 第29-32页 |
| 1.3.1 电阻辅助搅拌摩擦焊接 | 第29-31页 |
| 1.3.2 电弧辅助搅拌摩擦焊接 | 第31-32页 |
| 1.3.3 激光辅助搅拌摩擦焊接 | 第32页 |
| 1.4 超声辅助加工的研究现状 | 第32-37页 |
| 1.4.1 超声辅助焊接工艺 | 第33-34页 |
| 1.4.2 超声辅助塑性成形 | 第34-37页 |
| 1.5 超声在搅拌摩擦焊接中的应用 | 第37-42页 |
| 1.5.1 超声能量由搅拌头引入工件 | 第37-40页 |
| 1.5.2 超声能量直接施加于工件 | 第40-42页 |
| 1.6 目前研究存在的问题 | 第42-43页 |
| 1.7 本文的主要研究内容 | 第43-44页 |
| 第2章 搅拌摩擦焊接全过程的数值分析 | 第44-74页 |
| 2.1 FSW焊接的特点 | 第44-45页 |
| 2.2 FSW焊接全过程的数值模型 | 第45-58页 |
| 2.2.1 模型简化与假设 | 第45页 |
| 2.2.2 计算几何模型及网格划分 | 第45-46页 |
| 2.2.3 控制方程 | 第46-47页 |
| 2.2.4 本构模型及材料粘度 | 第47-48页 |
| 2.2.5 热源模型 | 第48-52页 |
| 2.2.6 力矩模型 | 第52-53页 |
| 2.2.7 边界条件 | 第53-55页 |
| 2.2.8 材料物性参数 | 第55-56页 |
| 2.2.9 数值算法 | 第56-58页 |
| 2.3 算例1—FSW全过程 | 第58-65页 |
| 2.3.1 产热与温度场特性 | 第58-62页 |
| 2.3.2 塑性材料流动特征 | 第62-64页 |
| 2.3.3 搅拌头所受力矩 | 第64-65页 |
| 2.4 算例2—逆向差速搅拌摩擦焊接 | 第65-72页 |
| 2.4.1 RDR-FSW焊接工艺简介 | 第65-66页 |
| 2.4.2 RDR-FSW数值模型 | 第66-68页 |
| 2.4.3 结果与结论 | 第68-72页 |
| 2.5 本章小结 | 第72-74页 |
| 第3章 超声振动强化搅拌摩擦焊接过程的唯象模型 | 第74-94页 |
| 3.1 UVeFSW焊接的特点及工艺试验 | 第74-76页 |
| 3.2 UVeFSW焊接过程的唯象模型 | 第76-82页 |
| 3.2.1 控制方程 | 第76-77页 |
| 3.2.2 超声软化模型 | 第77-78页 |
| 3.2.3 材料本构模型 | 第78-79页 |
| 3.2.4 热源模型 | 第79-81页 |
| 3.2.5 边界条件 | 第81-82页 |
| 3.3 计算结果 | 第82-92页 |
| 3.3.1 辅加超声对产热和温度场的影响 | 第83-87页 |
| 3.3.2 辅加超声对塑性材料流动的影响 | 第87-92页 |
| 3.4 本章唯象模型的不足之处 | 第92页 |
| 3.5 本章小结 | 第92-94页 |
| 第4章 基于位错热激活理论修正的材料本构模型 | 第94-114页 |
| 4.1 铝合金塑性变形的热激活理论 | 第94-98页 |
| 4.2 辅加超声振动对铝合金塑性变形的影响 | 第98-100页 |
| 4.3 考虑超声振动影响的材料本构模型修正 | 第100-102页 |
| 4.4 考虑声软化效应的本构模型分析 | 第102-108页 |
| 4.4.1 辅加超声振动对铝合金流动应力的影响 | 第103-106页 |
| 4.4.2 加工参数对超声软化效果的影响 | 第106-108页 |
| 4.5 修正的本构模型在UVeFSW焊接过程模拟中的适用性 | 第108-112页 |
| 4.6 本章小结 | 第112-114页 |
| 第5章 藕合超声能场的UVeFSW数值分析模型 | 第114-146页 |
| 5.1 UVeFSW焊接过程数值分析模型 | 第114-119页 |
| 5.1.1 UVeFSW过程的“声-热-流”耦合特点 | 第114-116页 |
| 5.1.2 计算思路、计算区域与网格划分 | 第116-117页 |
| 5.1.3 传热与塑性材料流动 | 第117-119页 |
| 5.2 超声能场的计算 | 第119-124页 |
| 5.2.1 流体中的声场方程 | 第119-120页 |
| 5.2.2 声束在界面处的透射及声束源 | 第120-122页 |
| 5.2.3 声压边界条件 | 第122页 |
| 5.2.4 声能量密度的确定 | 第122-124页 |
| 5.3 超声能场的计算结果 | 第124-130页 |
| 5.3.1 声压分布 | 第124-129页 |
| 5.3.2 超声能量密度分布 | 第129-130页 |
| 5.4 超声振动对焊接过程的影响分析 | 第130-141页 |
| 5.4.1 焊接产热与温度场 | 第130-134页 |
| 5.4.2 塑性材料流动 | 第134-141页 |
| 5.5 模型验证 | 第141-145页 |
| 5.6 本章小结 | 第145-146页 |
| 第6章 结论与展望 | 第146-148页 |
| 6.1 结论 | 第146-147页 |
| 6.2 展望 | 第147-148页 |
| 参考文献 | 第148-166页 |
| 致谢 | 第166-168页 |
| 攻读博士学位期间已发表和撰写的论文 | 第168-170页 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第170页 |
| 攻读博士学位期间的获奖情况 | 第170-171页 |
| 附件 | 第171-191页 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 | 第191页 |