高强铝合金多层结构整体钎焊过程流场模拟研究(2)
2.1 理论假设 10
2.2 钎焊接头模拟条件 10
2.3.1 材料性能参数 10
2.3.2 边界条件的处理 11
2.4 创建几何模型 12
2.5 网格划分 13
3 LF21高强铝合金多层结构钎焊温度场模拟 15
3.1 施加温度载荷 15
3.2 控制变量设置 18
3.3 温度场结果分析 18
4 LF21高强铝合金多层结构钎焊流场模拟 23
4.1 流场模型前处理 23
4.2 流场结果分析 26
结 论 31
致 谢 32
参考文献33
1 绪论
高强度铝合金作为一种优良的结构材料，广泛用于汽车，铁路，船舶，航空等机械制造，它具有众多良好的特性，如密度低、比强度高、导热系数高、塑性好，也有良好的耐腐蚀性，可加工性和可焊性。而作为铝合金连接的重要方法的钎焊，随着近年来有关钎焊技术的研究不断增多，钎焊工艺也随之迅速进步。由于航天航空等高端科技的发展，铝合金构件的大型化和复杂化已经成了必然趋势[1]，因此对铝合金多层复杂结构的钎焊过程的不可控性和复杂性也大大增加。因此本课题将运用ANSYS有限元软件对高强铝合金多层结构整体钎焊过程进行流场和热场动态模拟，研究其钎焊过程中的钎料流动规律并分析钎焊温度、保温时间、压力等对铝合金多层结构钎焊钎料流动性的影响。
1.1 课题背景与意义
1.1.1 课题背景
在过去，远距离探测雷达主要作为一种防御手段，在军事领域起着起着警戒、搜索、跟踪敌机的作用。如今，远距离探测雷达随着科技的发展也随之进步，可以起到炮瞄、制导、寻的、引爆等进攻的辅助手段，极大的提高了武器的效能。除了军事领域，雷达在民用领域也有着广泛的运用，例如气象、天气预报，地图测绘，国土资源普查以及交通导航等[1]。
随着当今科技武装对抗的不断加强，军事领域对于电子装备的高可靠性、高性能、小型化、轻量化要求不断提高，对先进的焊接技术的需求也随之提高。现代雷达中的波导组件是一种内壁低粗糙度、精度高、具有多层复杂结构的薄壁构件，仅仅采用传统的机械加工很难成型。近年来，随着雷达技术的进步，波导组件也不断改进，过去波导组件通常采用铜合金，鉴于如今铝合金的焊接技术发展很快，工艺和设备更加完善，所以改用铝合金制作。但是，一方面因为铝合金的加工焊接技术方面还存在的困难和欠缺，一方面因为能够与铝合金母材相匹配的钎料种类太少以及钎焊方法的不足，从而导致多数加工出来多层复杂结构的铝合金工件存在这样那样的缺陷导致功亏一篑[3]。因此，研究高强铝合金的钎焊工艺成为了提高成品其率的重中之重的一个课题。
1.1.2 课题意义
铝合金微波功率器件在整个雷达系统中无可取代，它对自身的焊接精度和致密性要求很高，但是由于它的壁很薄，结合面很窄，以及具有的多层复杂的结构，导致它的焊接加工存在很多困难，使用一般的方法难以实现[4]。但是由于它的重要性又不能不研究其焊接工艺，如果通过具体的实验来不断的进行研究，不仅研究成本高，工艺周期长，而且无法清楚得知焊接过程中构件的具体温度场、流场和应力场，所以这种耗时耗力又难出成果的方法不可取。但随着近年来的计算机仿真技术的发展和成熟，可以通过运用有限元分析软件来对高强铝合金的焊接过程进行模拟仿真，从而可以直观的得出焊接过程中的温度场、应力场和流场等等，对此加以分析研究即可得到最实用可靠的高强铝合金多层复杂结构的焊接方法，在此基础上更可以进一步提高高强铝合金的钎焊方法和工艺，最终能使铝合金波导组件的焊接成品率、焊接精度、致密性以及可靠性大大提高。
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