6063鋁合金薄壁管T型接頭變形及有限元仿真.pdf

1、基于鋁合金框架結(jié)構(gòu)的輕量化車身是節(jié)能環(huán)保型汽車的發(fā)展方向。鋁及其合金的密度小、塑性好、比強度高，因此可以實現(xiàn)車身的輕量化。鋁車身框架結(jié)構(gòu)的連接主要采用單面角焊縫組成的薄壁管T型焊接接頭。接頭熱影響區(qū)存在復(fù)雜的力學(xué)性能不均勻性，這對汽車在碰撞過程中框架結(jié)構(gòu)的變形程度有很大的影響。因此，有必要對薄壁管T型接頭的變形行為進行研究，同時為整車碰撞模型中接頭的建模提供依據(jù)。圍繞上述問題，本文通過力學(xué)試驗與有限元仿真相結(jié)合的方法，對6063鋁合金單

2、面角焊縫薄板T型接頭和薄壁管T型接頭進行了如下研究： 為了減少焊接缺陷對接頭力學(xué)性能的影響，焊前對薄板T型接頭墊銅板，在薄壁管T型接頭內(nèi)腔加銅襯管，并在其焊縫端部加引弧板等措施。同時選擇合理的焊接工藝參數(shù)，焊接出用于力學(xué)試驗的T型接頭。 焊接接頭可分為焊縫區(qū)、完全固溶區(qū)、軟化區(qū)、母材區(qū)。通過雙孔微剪切的方法測量出T型接頭各區(qū)的寬度及局部力學(xué)性能，為T型接頭力學(xué)試驗的有限元模擬提供材料建模的依據(jù)。 從薄壁管T型接頭

3、中取出單面角焊縫的小T型接頭，設(shè)計小T型接頭雙向拉伸試驗及夾具。通過有限元模擬，確定出試樣的尺寸和斜拉角度，并進行試驗。試驗結(jié)果表明，該試驗方法可以用來評價單面角焊縫在不同加載條件下的失效方式及變形特性，同時也驗證了小T型接頭建模的準(zhǔn)確性。在該模型基礎(chǔ)上，對接頭的材料模型不進行分區(qū)并賦統(tǒng)一的材料性能，經(jīng)過計算得到簡化薄壁管T型接頭材料建模的等效模型。 對2種類型的薄壁管T型接頭，進行彎矩和壓縮試驗，測定其載荷與變形的響應(yīng)關(guān)系，分