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6061铝合金CFRP回填式搅拌摩擦点焊工艺和接头性能研究的开题报告
一、选题背景
随着航空航天、汽车、船舶等行业的快速发展，要求材料具有高强度、高刚度、低密度、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能。而6061铝合金是一种常用的结构材料，具有优良的加工性、强度和耐腐蚀性能。CFRP（CarbonFiberReinforcedPolymer）是一种轻质高强度且具有良好耐腐蚀性的复合材料，广泛应用于空中、陆地和水上交通工具及结构中。因此，研究6061铝合金与CFRP的组合材料的连接技术和性能具有广阔的应用前景和理论意义。
搅拌摩擦点焊（FrictionStirSpotWelding，FSSW）是一种新型的固态焊接方法，具有无挥发性污染、高焊接强度、无熔化金属等优点。与传统的点焊、螺钉连接、铆接等方法相比，搅拌摩擦点焊不仅可以使焊接强度大大提高，还能够有机地结合多种复合材料，并且与低熔点金属（如铝合金）的连接性也很好。因此，研究6061铝合金/CFRP组合材料的搅拌摩擦点焊工艺和接头性能具有广阔的应用前景和理论意义。
二、研究目的
本研究旨在探究6061铝合金/CFRP组合材料的搅拌摩擦点焊工艺和接头性能，具体研究目标如下：
1、分析6061铝合金/CFRP组合材料的物理和力学性质，确定工艺参数和接头结构设计；
2、研究搅拌摩擦点焊过程中材料的流变和变形规律，揭示摩擦焊接机理；
3、测定接头的各项力学性能，如剪切强度、剥离强度等，对接头性能进行评价；
4、分析影响接头质量的因素，如接头结构、焊接工艺参数等，提出改进方案。
三、研究方法
1、材料准备：准备6061铝合金和CFRP板，进行切割成为相同的试件，以备后续试验使用。
2、搅拌摩擦点焊工艺制备：采用FSSW方法进行接头制备。具体工艺参数包括旋转速度、下压力等。
3、性能测试：采用力学试验仪等设备，测试接头的力学性能，如剪切强度、剥离强度等。
4、影响因素分析：通过对接头结构、焊接工艺参数等因素的分析，探究影响接头质量的因素。
四、预期结果
通过本研究，预期可以获得以下结果：
1、确立适合6061铝合金和CFRP组合材料搅拌摩擦点焊工艺参数和接头结构设计；
2、揭示搅拌摩擦点焊时材料流变和变形规律以及焊接机理；
3、评价接头力学性能，并分析影响接头质量的因素，提出改进方案。
五、研究意义
6061铝合金/CFRP组合材料的搅拌摩擦点焊工艺和接头性能研究，具有以下意义：
1、拓展了6061铝合金和CFRP组合材料的连接技术，为相关行业提供了合适的连接方案；
2、揭示了搅拌摩擦点焊焊接机理，为理论研究提供了依据；
3、提高了焊接技术的可靠性和实用性，促进了产业发展。
六、研究计划
本研究计划为期12个月，共分为准备工作、试验研究和数据分析三个部分。
1、准备工作（1个月）：收集资料、确定试验方案、搭建试验平台、准备材料等。
2、试验研究（8个月）：完成搅拌摩擦点焊工艺的制备，进行接头质量检测、力学性能测试等。
3、数据分析（3个月）：对试验数据进行统计、分析及表述，并总结出研究成果。
七、参考文献
[1]R.Srinivasan,V.Balasubramanian,K.Srinivasan.MechanicalpropertyevaluationoffrictionstirspotweldedjointinthixoformedAA2219Alalloy[J].JournalofMaterialsEngineeringandPerformance,2009,18(6):675-679.
[2]张秀雨.搅拌摩擦点焊接6061-T6铝、DP590钢和CFRP的研究[D].武汉理工大学,2014.
[3]S.B.Torabi,M.Rezaee,M.E.Jafari.Fabricationofaluminium/carbonfiberreinforcedplasticcompositebyfrictionstirspotweldingandstudyofmechanicalbehavior[J].Materials&Design,2013,42:36-42.