薄板鎂合金AZ61激光焊接工藝及焊接溫度場數(shù)值模擬技術(shù)的研究的開題報(bào)告

薄板鎂合金AZ61激光焊接工藝及焊接溫度場數(shù)值模擬技術(shù)的研究的開題報(bào)告一、研究背景和意義鎂合金作為大量輕量化材料之一，具有比鋁合金更好的比強(qiáng)度、比剛度以及更高的阻尼等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、電子和通訊等領(lǐng)域。薄板鎂合金AZ61是一種比較常見的鎂合金，主要由鎂、鋁、鋅、錳等元素組成。它具有良好的塑性和可加工性，較適合于激光焊接處理，但針對薄板材料的激光焊接技術(shù)研究較少，如何獲得較優(yōu)的焊接質(zhì)量和焊接過程中的溫度場分布，是本研究的主要研究目標(biāo)。二、研究內(nèi)容本研究將采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究薄板鎂合金AZ61的激光焊接工藝及焊接溫度場數(shù)值模擬技術(shù)，主要包括以下內(nèi)容：1.建立薄板鎂合金AZ61激光焊接的數(shù)值模型，采用ANSYS軟件對焊接接頭進(jìn)行熱學(xué)分析，分析焊接溫度場、應(yīng)力分布和變形情況。2.按照數(shù)值模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)具有較優(yōu)的焊接參數(shù)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并對焊接接頭進(jìn)行斷口分析。3.研究薄板鎂合金AZ61激光焊接過程中的熱傳導(dǎo)和傳熱特性，探究材料的熱物性參數(shù)，為后續(xù)的數(shù)值模擬提供依據(jù)。4.針對焊接接頭的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察，分析焊接組織、硬度和耐腐蝕性能。三、預(yù)期成果本研究旨在實(shí)現(xiàn)薄板鎂合金AZ61激光焊接質(zhì)量的提升和焊接過程中溫度場分布的優(yōu)化，具體預(yù)期成果如下：1.獲得薄板鎂合金AZ61激光焊接過程的溫度場分布規(guī)律的數(shù)值模擬方法，并驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。2.確定較優(yōu)的焊接參數(shù)和焊接工藝方案，獲得高質(zhì)量的焊接接頭，并可應(yīng)用于實(shí)際工程中。3.研究薄板鎂合金AZ61的熱傳導(dǎo)和傳熱特性，為后續(xù)的熱學(xué)分析提供依據(jù)。4.對焊接接頭的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，探討焊接組織和性能與焊接參數(shù)、溫度場分布之間的關(guān)系。四、研究方法本研究采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，包括以下具體實(shí)驗(yàn)和分析方法：1.制備標(biāo)準(zhǔn)的薄板鎂合金AZ61試件，量化試件的性能參數(shù)。2.進(jìn)行激光焊接實(shí)驗(yàn)，采用高速相機(jī)記錄焊接過程，獲得焊接過程中溫度場和金屬流動情況，同時對焊接接頭進(jìn)行斷口分析和金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡分析。3.數(shù)值模擬采用ANSYS軟件，根據(jù)試件的幾何形狀和焊接參數(shù)進(jìn)行建模并進(jìn)行熱學(xué)分析，獲得焊接過程中的溫度場和應(yīng)力分布情況。4.對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，探究焊接參數(shù)和溫度場分布對接頭性能的影響。五、研究進(jìn)度安排本研究的時間節(jié)點(diǎn)如下：第一年：完成薄板鎂合金AZ61激光焊接工藝分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)和分析，初步探討數(shù)值分析的方法。第二年：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值分析結(jié)果，優(yōu)化激光焊接參數(shù)和焊接工藝，進(jìn)行第二輪實(shí)驗(yàn)，獲得更加準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步完善