铜铝管磁脉冲辅助半固态钎焊集磁器优化设计研究开题报告

全文总字数：5202字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究的背景及意义

cu具有优秀的延展性、导热性和导电性，是我国经济建设的最重要的有色金属原材料之一，广泛应用于电气、轻工、机器制造、建筑工业与国防工业等领域。中国是世界上最大的铜消费国，2017年我国铜消费占到世界的40%左右，在2019年中国的铜消费类已达1273万吨。但铜本就为稀有金属，在地壳的含量仅为0.01%，而我国铜矿资源储量少，仅占全球铜储量4%。且我国废铜回收还没有形成足够的规模，铜资源自给率已不足30%，对外依赖程度高，进口量逐年扩大，供需矛盾显著突出。因此，寻找铜合金的替代品迫在眉睫。而地壳中含量最丰富的金属元素铝便是很好的目标对象。

al是一种轻金属其蕴藏量在金属中位于第二位，在金属品种中仅次于钢铁，为第二大类金属。我国al储量达30亿吨，占全球总量约12%。铝和铜一样，也具有良好的延展性和导电导热性能。且铝的重量轻，表面有致密的氧化膜保护，不易受到腐蚀。在制造业能有广泛的用途。铝的很多物理性质与铜相似且独特优点不少，是铜优秀的代替品。但是一些性能上的差异如导电率只有铜的2/3，机械性能较铜差使铝无法完全替代铜。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

查阅相关文献，了解国内外电磁成型和半固态成形的发展情况。学习半固态成形以及电磁成形的相关理论，掌握其原理。查阅相关文献得到合适的粘度模型以及cu、al材料在高速冲击条件下的本构模型参数。利用proe软件进行三维建模，并对其进行网格划分。运用dyna-prepost进行模拟分析前处理，利用所查找的高应变速率下的本构模型及粘度模型进行电磁场-结构场-流场耦合分析，模拟分析半固态钎料在高速挤压下的剪切流动行为以及管件的塑性变形行为。并采用不同倾角的集磁器进行模拟，分析不同集磁器倾角对钎料剪切流动的影响，以及其与内外管间的相互作用，进而明确集磁器倾角对管件连接质量的影响。根据模拟结果，以连接界面质量为目标优化集磁器形状参数并加工集磁器，进行磁脉冲辅助钎焊实验，验证模拟结果的正确性。最后归纳总结集磁器倾角对钎料流动行为及铜铝管钎焊质量的影响规律，撰写毕业论文。

2.2 研究目标

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备，确定技术方案，并完成开题报告；

第4－5周：学习掌握磁脉冲成形及半固态成形相关理论知识；

第6－7周：学习仿真软件ls-dyna，掌握基本模拟过程；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李春峰. 高能率成形技术[m]. 国防工业出版社, 2001.

[2] 罗守靖, 程远胜, 单巍巍. 半固态金属流变学[m]. 国防工业出版社, 2011.

[3] 张启运, 庄鸿寿. 钎焊手册-第2版[m]. 北京：机械工业出版社, 2008.