模拟扩散焊接合搭接接头的一些有限元应力分析

模拟扩散焊接合搭接接头的一些有限元应力分析 T. R. GURNEY m e weldingznstitute 现今一系列相似材料间以及两个 3:1 比率杨氏模量比材料连接接头的有限元分析已经进行。其主要目标在于确定接触重叠部分距离与钢板尾端应力集中处的厚度之间比率的影响，以及检查板块两端锥度的影响。并比较在不同荷载条件下的工作过程。 1 简介 在一些应用中，如果能将不同的材料结合在一起将会非常有用，因为这将能使设计师所使用的材料特别适合于其特定的结构部分。举例来讲，比如可能构建的一个部分需要使用钢这种耐磨且可以承受较高局部应力的材料，同时在其他部分又必要的拥有铝合金的轻巧。 接头连接最为简单的形式，可以设想为一对对称的连接接头(如图1)。然而，这种形式的连接可以预计会在板块两端产生较高的应力集中，也必然会影响在疲劳状态和静态加载情况下的强度。但是同样明显的是，相对如图1 所示的对称形式，其中难免会有较高的二次弯曲应力，必然有更好的非对称形式的单接接头。 据我所知，尚没有已被公布的关于粘合接头的应力分布于板块情况，以及对接头集合影响的具体理论。有关粘结接口的相关研究信息已有公开，但似乎主要涉及的是剪切力以及一般粘结层得情况[如例子(1)(2)]。就焊接接头而言，有关圆角焊接和点焊的接头这两者是在集合结构上和工作过程上完全不同的接头。在所有的情况下，工作中似乎都只关注单种的接头连接类型。 在假设的情况下，令人满意地解决设计一个合理的结合接头模型是可行的，它取决于理论上的应力分布，以及对称接头的最佳几何形式。其针对研究方向有： 1 板块重叠厚度比的影响。 2 板块锥度对接头的影响。 3 在不同假定边界条件下接头的简单应力分布 4 比较类似材料和有 3:1 杨氏模量的材料间的不同情况（如钢和铝） 必须强调的是，此次的目标是比较一般常规定性情况下应力分布造成的接头的几何状况而非特定集中应力下的精确情况。事实上，理论来讲，超临界流体的应力集中，在金属板得尖端是无限的，但实践中，其程度将取决于尖头的半径。 故而，术语如“应力集中系数”和“应力峰值”在本文中的所用，无法反应真实的金属板尾端的最大应力。然而，当没有更恰当的描述方式的情况下，可以被用以表示那些在体积极小，但有限的板块末端，造成不同几何形态的的情况。制造相同尺寸的模型是唯一有效的比较方法。 图 1 图 2 表 1 2 应力分析细节 一般研究的排布情况如图1 所示。根据对...