颗粒增强金属基复合材料搅拌摩擦焊残余应力的多尺度模拟

项目名称： 颗粒增强金属基复合材料搅拌摩擦焊残余应力的多尺度模拟

项目编号： No.51401219

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张星星

作者单位： 中国科学院金属研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 颗粒增强金属基复合材料（PRMMC）搅拌摩擦焊（FSW）残余应力对焊接件的尺寸、形状和性能有显著影响。但PRMMC残余应力包含了宏观残余应力、弹性错配残余应力和热错配残余应力三类组元，使得对其研究非常困难，这限制了对PRMMC的FSW残余应力与接头性能的相互关系进行深入研究。本项目以SiCp/2009Al复合材料为研究对象，通过建立三维多尺度热-弹塑性变形有限元模型，实现对PRMMC的FSW残余应力各组元的预测。采用中子衍射对残余应力各组元进行测量，对模拟结果进行验证。通过研究FSW热输入、增强相颗粒尺寸和体积分数对残余应力的影响，建立PRMMC的FSW残余应力的调控机制。通过以上研究建立精确表征PRMMC的FSW残余应力的新方法，为下一步研究残余应力对力学行为的影响奠定基础，为PRMMC的FSW残余应力的预测和调控以及FSW工程应用提供理论依据。

中文关键词： 金属基复合材料；搅拌摩擦焊接；残余应力；多尺度模拟；软件开发

英文摘要： Residual stresses of friction stir welded (FSWed) particle reinforced metal matrix composites (PRMMC) affect the dimensions, the shapes and the performances of the FSWed joints. However, the residual stresses in PRMMC include three types, i.e. the macro r

英文关键词： Metal matrix composites；Friction stir welding；Residual stress；Multiscale modeling；Software development