摩擦焊法焊接钛合金板材的过程物理场仿真开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

#本选题研究的目的及意义钛合金以其优异的比强度、耐腐蚀性能和良好的生物相容性，在航空航天、海洋工程、生物医疗等领域得到越来越广泛的应用。

摩擦焊作为一种高效、优质的固相连接技术，非常适合于钛合金的焊接，并且具有热输入量小、接头变形小、组织性能优异等优点。

然而，摩擦焊过程涉及复杂的热-力-冶金耦合作用，焊接参数对接头质量影响显著，传统的试验方法成本高、周期长，难以满足实际生产需求。

2. 本选题国内外研究状况综述

#本选题国内外研究状况综述摩擦焊作为一种高效、优质的固相连接技术，近年来在国内外得到越来越广泛的应用，尤其是在航空航天、汽车制造等领域。

针对摩擦焊过程物理场仿真，国内外学者开展了大量的研究工作，并取得了丰硕的成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以钛合金板材为研究对象，利用有限元仿真软件，对摩擦焊过程进行数值模拟，主要研究内容包括：
1.建立钛合金板材摩擦焊过程物理场仿真模型:收集钛合金材料的热物理性能参数和本构模型参数。

根据实际焊接工艺，建立合理的几何模型，并进行网格划分。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。

首先，通过查阅文献和理论分析，了解摩擦焊的原理、工艺特点、影响因素以及钛合金材料的性能和焊接特点，为仿真模型的建立和参数设置提供理论依据。

其次，利用有限元仿真软件，建立钛合金板材摩擦焊过程的三维仿真模型。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.建立更为精确的钛合金摩擦焊过程物理场仿真模型:采用考虑微观组织演变的材料本构模型，更准确地描述材料在高温、高应变率下的力学行为。

采用考虑接触热阻和摩擦生热演变的摩擦模型，提高温度场预测的准确性。

采用细化的网格划分和高精度的求解算法，提高仿真结果的可靠性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王东坡, 刘红梅, 孙振亚, 等. 基于abaqus的搅拌摩擦焊温度场模拟及组织性能预测研究进展[j]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1591-1602.

[2] 张涛, 陈华斌, 王立君. 异种材料搅拌摩擦焊接头组织与性能的研究现状[j]. 焊接学报, 2017, 38(11): 1-8.

[3] 李强, 王富耻, 武传松, 等. 钛合金线性摩擦焊技术的研究现状与发展趋势[j]. 航空制造技术, 2019, 62(1): 32-38.