轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的温度场及残余应力的数值分析的任务书.docx

轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的温度场及残余应力的数值分析的任务书
一、任务背景
轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊是一种新型的焊接技术，其独特的振动状况和旋转速度使得焊接过程中能够有效地消除材料之间的氧化层，并实现材料的高效合并。然而，在这种焊接技术中，焊接过程中的温度和残留应力问题一直是阻碍其发展的重要因素。
研究轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊过程中温度场和残余应力的分布规律，对于提高焊接质量和运用这种新技术具有重要意义。因此，本次任务需要对这些问题进行一系列的数值分析研究。
二、任务目标
本任务的主要目标是通过数值模拟研究轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的温度场和残余应力的分布规律，并为该技术的工业应用提供理论支持。
具体目标如下：
1、建立轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的三维有限元分析模型；
2、分别对焊接过程中的温度场、残余应力进行数值模拟研究，并分析其变化规律；
3、探究焊接过程中不同参数对温度场和残余应力的影响，并分析其优化策略；
4、将模拟结果与实验结果进行对比分析，在此基础上对数值模拟的精度进行评估。
三、任务内容
1、建立轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的三维有限元分析模型
根据轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的实际工艺特点，建立相应的三维有限元分析模型。该模型应该考虑焊接过程中的振动、旋转、摩擦等多种因素，确保模拟结果的可靠性。
2、分别对焊接过程中的温度场、残余应力进行数值模拟研究，并分析其变化规律
根据建立的模型，分别模拟焊接过程中的温度场、残余应力。对于温度场，需要考虑不同焊接阶段的温度变化规律，同时观察不同部位温度差异的情况。对于残余应力，需要关注不同参数下应力分布的规律，探究其产生机理。
3、探究焊接过程中不同参数对温度场和残余应力的影响，并分析其优化策略
在数值模拟过程中，需要探究不同参数对温度场和残余应力的影响效应，并制定相应的优化策略。例如，可以通过增加振动频率、控制旋转速度等方式，探究其对焊接过程中的温度和应力的影响效应，并制定相应的优化策略。
4、将模拟结果与实验结果进行对比分析，在此基础上对数值模拟的精度进行评估
将模拟结果与实验结果进行对比分析，对数值模拟的精度进行评估。在实验结果与模拟结果存在差异的情况下，需要探究其原因，分析其中的误差来源，进一步完善模型，提高数值模拟的精度和可靠性。
四、任务进度和计划
1、任务进度
本次任务总计时长为3个月，计划从2022年3月1日开始，至2022年5月31日结束。
2、任务计划
（1）第1个月：建立轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的三维有限元分析模型，并进行初步模拟分析。
（2）第2个月：根据初步分析结果，针对温度场和残余应力进行详细模拟分析，并制定优化策略。
（3）第3个月：将模拟结果与实验结果进行对比分析，并对数值模拟的精度进行评估。同时对任务完成情况进行总结和回顾。