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不等厚铝合金薄板激光拼焊及数值模拟的开题报告
一、项目背景
随着工业化进程的加快和信息技术的高速发展，人类对高性能材料的需求也越来越多，而大部分高性能材料往往具有复杂的组成结构和多种特性的完善结合。金属材料的优良性能和广泛应用，为人们生产和生活带来了极大的便利和贡献。不等厚铝合金薄板由于其具有较高的强度、韧性和稳定性，因此在航空、航天、汽车等行业中得到广泛的应用。
然而，不等厚铝合金薄板在加工过程中，存在着由于不等厚度而导致的连接成形难度大、焊缝质量难以保证等问题，以致其应用受到了一定的限制。因此，为了突破这一技术难题，研究如何提高不等厚铝合金薄板激光拼焊的质量和效率，成为当前研究的热点和难点。
二、研究内容
本文将以不等厚铝合金薄板激光拼焊为研究对象，通过对其激光拼焊工艺参数进行优化，设计激光拼焊试样，并采用数值模拟方法进行模拟分析，探究其拼焊过程中的物理现象和规律，期望能够在实验和模拟研究中找到最佳的工艺参数和最优的拼焊方案。
具体的研究内容包括：
1.分析不等厚铝合金薄板焊接的特点和难点，总结现有的研究结果和成果。
2.设计不等厚铝合金薄板激光拼焊的试样和实验方案，并测试其力学性能和断口形貌。
3.通过数值模拟的方法，研究不等厚铝合金薄板激光拼焊过程中的物理现象和规律，确定影响拼焊质量的主要因素，并找到最佳的工艺参数和拼焊方案。
4.对比实验结果和数值模拟结果，分析其差异原因，并提出改进建议，从而提高不等厚铝合金薄板激光拼焊的质量和效率。
三、研究意义
本文旨在探究不等厚铝合金薄板激光拼焊的质量和效率并找到最佳的焊接方法和工艺参数，具有重要的研究意义和应用价值：
1.全面分析不等厚铝合金薄板激光拼焊的特点和难点，总结开展这项工作的必要性和重要性。
2.通过实验和数值模拟的手段研究不等厚铝合金薄板激光拼焊的基本规律和拼焊过程中的物理现象，为该技术的推广和应用提供理论支持。
3.研究不等厚铝合金薄板激光拼焊的工艺参数和最优方案，对提高不等厚铝合金薄板激光拼焊的质量和效率具有一定的参考价值。
四、研究方法
1.实验方法：采用不等厚铝合金薄板试样，通过调整激光拼焊工艺参数，得到一系列的拼焊试样。利用断口形貌和力学性能测试方法，对比各试样的拼焊质量和成型效率。
2.数值模拟方法：采用有限元方法，建立不等厚铝合金薄板激光拼焊的数值模型，通过计算模拟模型，找到最佳的工艺参数和拼焊方案。
五、预期结果
1.通过实验和数值模拟方法，确定影响不等厚铝合金薄板激光拼焊的主要因素和最佳的工艺参数。
2.找到最优的拼焊方案，提高不等厚铝合金薄板激光拼焊的质量和效率。
3.分析实验结果和数值模拟结果的差异原因，并提出改进建议。
六、进度计划
2021年11月：查阅相关资料，文献综述，制定研究计划和实验方案。
2022年1月：设计试样，进行激光拼焊实验，并测试其力学性能和断口形貌。
2022年3月：建立不等厚铝合金薄板激光拼焊的数值模型，并进行数值模拟分析。
2022年5月：对比实验结果和数值模拟结果，分析其差异原因，并提出改进建议。
2022年6月：完成开题报告的撰写和交稿。
七、参考文献
[1]马红民,张蔚.内助剂对7050铝合金激光焊接过程中气孔形成的影响[J].计量学报,2016,10(1):78-83.
[2]李瑞霞,凤小军,李同贵,等.不等厚度铝合金薄板激光-弧混合焊接工艺研究[J].焊接学报,2010,31(2):39-42.
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[4]许林昊,王涛,梁波.装备制造中基于多物理场拼焊过程建模研究[J].中国机械工程,2020,31(13):1504-1511.
[5]袁俊波,潘东,白琳琳,等.激光焊接过程中钛合金不稳定气体形成的机理研究[J].物理学报,2017,66(16):166101-1~166101-9.