在摩擦焊接过程中,连续驱动模式是一种常用的焊接方式。该方式通过连续施加精确的力和摩擦热,
使焊接材料产生塑性变形和局部熔化,并最终形成强固的接头。为了更好地理解和优化摩擦焊接过程
,研究人员借助 ABAQUS 软件建立了二维轴对称热力耦合计算模型。
首先,建立模型所需的关键参数是材料的力学性能和热物性参数。这些参数包括材料的屈服强度、热
导率等。在 ABAQUS 中,使用合适的材料模型和材料参数可以准确描述材料的本构行为和热传导性能
。
摩擦焊接过程的仿真需要考虑热力耦合效应。热力耦合是指焊接过程中热量和力的相互作用。在
ABAQUS 中,通过耦合分析功能可以将热源和力源耦合在一起,实现热力耦合计算。
为了获取准确的仿真结果,模型需要考虑几何形状和约束条件。由于焊接过程是二维轴对称的,因此
只需建立二维模型即可。模型的几何形状可以通过 CAD 软件进行建模,然后导入 ABAQUS 进行后续处
理。
在建立模型之后,需要对网格进行处理。网格的处理主要包括网格划分和网格求解变换。网格划分是
将模型划分为许多小单元,以便于进行离散计算。网格划分的精细程度会直接影响到仿真结果的准确
性。网格求解变换是指在计算过程中对网格进行重新排列,以适应物体形变和接触情况的变化。通过
采用网格重画技术 remesh 和网格求解变换技术 map solution,可以有效地处理焊接过程中的网
格变形和接触问题。
在模型建立和网格处理完成后,需要对模型进行边界条件和加载条件的定义。边界条件包括固定边界
和自由边界,用于约束模型的运动。加载条件包括施加的力和温度条件,用于模拟焊接过程中的加载
情况。通过准确定义边界条件和加载条件,可以使仿真结果更加真实可靠。
最后,通过 ABAQUS 软件对仿真模型进行求解计算,获取摩擦焊接过程中各个时刻的温度场、应力场
和变形场等关键结果。这些结果可以用于评估焊接接头的质量和性能,为优化焊接参数和工艺提供依
据。
综上所述,采用 ABAQUS 软件建立摩擦焊接过程的二维轴对称热力耦合计算模型,可以有效地模拟和
分析摩擦焊接过程中的热力耦合效应、材料变形和接触问题。通过准确定义边界条件和加载条件,以
及合理处理网格变形和接触问题,可以获得准确的仿真结果,并为优化摩擦焊接参数和工艺提供指导
。这对于摩擦焊接工艺的研究和应用具有重要的参考价值。