在這項研究中,開發了一個熱-機械耦合過程模型,利用DEFORM-3D軟體研究工具和工件內部及其介面上的FSW現象。作為工件,採用了6061-T6鋁合金。FSW工藝模型系統包括多個熱邊界。在這些熱邊界中,熱量傳輸到系統外部,對工具和工件溫度比系統內的熱量傳輸更敏感。本文特別針對工件底部的傳熱係數,通過實驗和有限元(FEM)分析對其進行了優化,建立了合理的模擬模型。儘管其他FEM研究已經調查了與實驗室規模實驗相對應的低刀具遍歷速度下的FSW過程現象,但本研究開發了一種分析模型,能夠研究材料內部現象,在較寬的遍歷速度下進行實際高速焊接。作為類比建模的基本資料和參考資料,使用在工具內嵌入熱電偶的特殊工具系統測量 FSW 期間的工具溫度。然後,優化了工件底部的傳熱係數,驗證了已開發的FEM模型的準確性。最後,對模擬模型研究了工件/工具介面周圍的溫度和應力分佈。
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