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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
轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊（FrictionStirWeldingwithAxialVibration）是一种新型的焊接技术，通过在搅拌过程中加入轴向振动，可以显著改善焊接接头的性能。本文旨在对轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的温度场及残余应力进行数值分析。
首先，我们需要建立轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的数值模型。该模型包括了焊接接头的几何形状、材料性质、搅拌头的几何形状等参数。同时，考虑到轴向振动的影响，我们需要添加振动参数，如频率、振幅等。
在建立数值模型后，我们可以利用有限元方法对轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊的温度场进行分析。首先，通过施加加热边界条件，模拟焊接过程中搅拌头与工件之间的摩擦。根据传热原理，利用热传导方程求解温度场。由于焊接过程中产生的摩擦热会引起温度升高，因此在模型中还需要考虑摩擦热的影响。
接下来，我们可以利用数值模型对轴向振动复合旋转搅拌摩擦焊中的残余应力进行分析。在焊接过程中，由于熔融材料的膨胀和冷却过程中的收缩，会导致接头中产生残余应力。通过求解力平衡方程和应力平衡方程，可以获得焊接接头中的残余应力分布。
在分析过程中，我们需要考虑多种因素对温度场和残余应力的影响。其中，焊接速度、振动频率和振幅是最重要的因素之一。根据实验和经验，可以确定最佳的焊接参数，以获得理想的温度场和残余应力。
最后，我们可以对数值模拟结果进行验证。可以通过实验测量接头表面的温度和残余应力，与数值模拟结果进行对比。通过比较，可以评估数值模型的准确性和可靠性。
综上所述，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是一项具有挑战性的任务。通过建立合适的数值模型、考虑多种因素的影响，并进行实验验证，可以对该焊接技术的性能进行评估。这对于指导实际工程中的应用和进一步改进该技术具有重要意义。