| 摘要 | 第1-3页 |
| ABSTRACT | 第3-4页 |
| 目录 | 第4-9页 |
| 第1章 绪论 | 第9-26页 |
| 1．1 引言 | 第9-10页 |
| 1．2 摩擦焊接概述 | 第10-14页 |
| 1．2．1 摩擦焊接原理 | 第10-13页 |
| 1．2．2 摩擦焊接工艺分类 | 第13-14页 |
| 1．3 惯性摩擦焊接 | 第14-18页 |
| 1．3．1 惯性摩擦焊接工艺 | 第14-15页 |
| 1．3．2 惯性摩擦焊接设备 | 第15-16页 |
| 1．3．3 惯性摩擦焊接工艺的发展及应用 | 第16-18页 |
| 1．4 航空发动机转子部件的惯性摩擦焊接工艺 | 第18-20页 |
| 1．4．1 航空发动机转子部件的结构材料 | 第18-19页 |
| 1．4．2 惯性摩擦焊接在航空发动机转子部件制造中的应用 | 第19-20页 |
| 1．5 有限元数值模拟在摩擦焊接中的应用概况 | 第20-24页 |
| 1．5．1 摩擦焊接工艺过程数值模拟技术的发展 | 第20-22页 |
| 1．5．2 摩擦焊接工艺过程数值模拟技术文献分析 | 第22-24页 |
| 1．6 选题意义及研究内容 | 第24-26页 |
| 第2章 有限元数值模拟的理论基础 | 第26-49页 |
| 2．1 有限元法概述 | 第26-28页 |
| 2．2 热分析基本原理 | 第28-38页 |
| 2．2．1 有限元热分析概述 | 第28-29页 |
| 2．2．2 传热学经典理论 | 第29-31页 |
| 2．2．2．1 热力学第一定律 | 第29-30页 |
| 2．2．2．2 热传递的基本原理 | 第30-31页 |
| 2．2．3 传热学有限元分析 | 第31-35页 |
| 2．2．3．1 热平衡方程 | 第31-33页 |
| 2．2．3．2 稳态热分析 | 第33-34页 |
| 2．2．3．3 瞬态传热 | 第34-35页 |
| 2．2．4 非线性热分析 | 第35-36页 |
| 2．2．5 单值性条件 | 第36-38页 |
| 2．3 弹塑性分析基本原理 | 第38-49页 |
| 2．3．1 材料弹塑性性质 | 第38-40页 |
| 2．3．2 材料屈服准则 | 第40-42页 |
| 2．3．2．1 屈雷斯加屈服准则(最大切应力条件) | 第40-41页 |
| 2．3．2．2 密西斯屈服准则(能量条件) | 第41-42页 |
| 2．3．3 材料流动准则 | 第42页 |
| ·材料强化准则 | 第42-43页 |
| 2．3．5 本构关系 | 第43-47页 |
| 2．3．6 单元的刚度矩阵及等效节点载荷列阵的形成 | 第47-49页 |
| 第3章 GH4169高温合金物理、力学性能分析 | 第49-67页 |
| 3．1 高温合金概述 | 第49-55页 |
| 3．1．1 高温合金的定义 | 第49页 |
| 3．1．2 高温合金所采用的强化方式 | 第49-51页 |
| 3．1．3 高温合金的性能和应用 | 第51-53页 |
| 3．1．4 高温合金的焊接性 | 第53-55页 |
| 3．1．4．1 高温合金的裂纹敏感性 | 第53-54页 |
| 3．1．4．2 接头组织的不均匀性 | 第54页 |
| 3．1．4．3焊接头的等强性 | 第54-55页 |
| 3．2 GH4169高温合金简介 | 第55-56页 |
| 3．3 GH4169高温合金的性能 | 第56-58页 |
| 3．4 相对滑动表面的摩擦学特性 | 第58-63页 |
| 3．4．1 摩擦机理 | 第58-59页 |
| 3．4．2 摩擦表面的粘着磨损 | 第59-60页 |
| 3．4．2．1 粘着摩擦理论 | 第59页 |
| 3．4．2．2 “剥层”理论 | 第59-60页 |
| 3．4．3 摩擦系数与摩擦参数的关系 | 第60-63页 |
| 3．5 GH4169惯性摩擦焊接过程的摩擦学特性分析 | 第63-67页 |
| 3．5．1 摩擦焊合区的力学参数 | 第63页 |
| 3．5．2 摩擦焊初期的摩擦系数 | 第63-64页 |
| 3．5．3 稳定摩擦阶段的力学参数分析 | 第64-67页 |
| 第4章 有限元热力耦合分析方案的拟定 | 第67-91页 |
| 4．1 大型工程有限元分析软件ANSYS8.0简介 | 第67页 |
| 4．2 温度场分析方案 | 第67-72页 |
| 4．2．1 ANSYS8.0温度场计算所采用的基本公式 | 第68-69页 |
| 4．2．2 温度场计算中边界条件 | 第69-70页 |
| 4．2．3 摩擦热输入分析 | 第70-72页 |
| 4．3 应力-应变场分析方案 | 第72-77页 |
| 4．3．1 接触判断与计算稳定性 | 第73-75页 |
| 4．3．1．1 接触类型的选择 | 第73-74页 |
| 4．3．1．2 接触算法罚函数的选择 | 第74页 |
| 4．3．1．3 接触算法和接触刚度的选择 | 第74-75页 |
| 4．3．2 屈服准则与强化准则 | 第75-77页 |
| 4．4 有限元热力耦合计算方案 | 第77-81页 |
| 4．4．1 热力耦合计算思想的发展 | 第77-78页 |
| 4．4．2 热力耦合计算方法 | 第78-81页 |
| 4．5 计算模型建立与离散化 | 第81-84页 |
| 4．5．1 试件的几何模型 | 第81-82页 |
| 4．5．2 实体模型的网格划分 | 第82-84页 |
| 4．6 边界条件和初始条件 | 第84-87页 |
| 4．6．1 边界条件 | 第84-85页 |
| 4．6．1．1 力学边界条件 | 第84-85页 |
| 4．6．1．2 热学边界条件 | 第85页 |
| 4．6．2 初始条件 | 第85-86页 |
| 4．6．2．1 惯性初始条件 | 第85-86页 |
| 4．6．2．2 初始温度条件 | 第86页 |
| 4．6．3 载荷条件 | 第86-87页 |
| 4．7 收敛准则 | 第87-89页 |
| 4．8 材料热物性参数 | 第89-91页 |
| 第5章 结果分析 | 第91-109页 |
| 5．1 模拟计算的焊接规范参数 | 第91页 |
| 5．2 惯性摩擦焊接过程中宏观参量的模拟结果及分析 | 第91-93页 |
| 5．3 温度场模拟结果分析 | 第93-96页 |
| 5．3．1 温度场随时间变化规律分析 | 第93-95页 |
| 5．3．2 摩擦界面温度场结果分析 | 第95-96页 |
| 5．4 应力场模拟结果分析 | 第96-100页 |
| 5．5 应变场模拟结果分析 | 第100-102页 |
| 5．6 模拟结果的综合分析 | 第102-106页 |
| 5．7 模拟计算影响因素的分析 | 第106-109页 |
| 5．7．1 网格畸变 | 第106页 |
| 5．7．2 应力-应变关系 | 第106-107页 |
| 5．7．3 能量转化效率 | 第107页 |
| 5．7．4 热物性参数 | 第107-109页 |
| 第6章 惯性摩擦焊接过程温度数据采集 | 第109-118页 |
| 6．1 惯性摩擦焊接热输入功率实时检测的特点 | 第109页 |
| 6．2 采样系统的硬件配置 | 第109-110页 |
| 6．3 采样系统的软件设计 | 第110-116页 |
| 6．3．1 软件系统概述 | 第110-112页 |
| 6．3．2 在软件设计中着重解决的几个技术难点 | 第112-116页 |
| 6．4 系统抗干扰设计 | 第116-117页 |
| 6．5 采样系统的特点 | 第117-118页 |
| 结论 | 第118-119页 |
| 参考文献 | 第119-122页 |
| 附录1 攻读学位期间发表的学术论文 | 第122-123页 |
| 致谢 | 第123-124页 |
