● 摘要
磁脉冲焊接技术是一种类似于爆炸焊的固相连接技术,同时具有高速成形和固相连接技术的优点。该技术应用于铝合金与钢材的异种材料焊接,可以在保证金属强度的前提下实现结构的轻量化。本文主要实现了磁场与力场的2D、3D耦合,模拟了磁脉冲焊接过程,提出了一种新的焊接模型,并对该模型进行了数值模拟验证。
根据其他研究者的结论和磁脉冲焊接的特点,提出了一套磁脉冲焊接2D模拟的流程。在若干合理假设条件的框架下,使用Comsol Multiphysics软件对电磁场部分进行数值模拟,得出焊件洛伦兹力的离散分布数据。使用Matlab软件对该离散洛伦兹力数据进行数值拟合,得到描述其分布规律的计算公式。将其导入Abaqus模型中,观察金属板的形变、应力分布和速度分布等情况,得出了2D模拟中合理的假设条件与其局限性。
使用LS-Dyna软件的电磁模块和力学模块,对磁脉冲焊接进行了3D模拟,并获得了一个与实验结果相符的模拟结果,并将其与2D模型进行对比。在模拟结果的基础上,提出了一种更加适合工业领域应用的焊接模型,并对该模型进行了可行性验证模拟,证明了该焊接模型在一定条件下可以获得一个很好地焊接效果。
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