汽车轮辋轮辐焊接变形模拟与工艺优化开题报告

1. 研究目的与意义

近几年我国的经济快速发展，随着高等级公路和高速公路的飞速建设，汽车在各行各业中的应用越来越广泛，尤其是载重汽车。而车轮是汽车的最重要部件之一，车轮的质量直接影响到汽车使用的安全性。

在传统的钢制车轮生产中，轮辐和轮辋的合成大多采用焊接方法。从发展历程来看，大体经历了手工焊、埋弧自动焊和 co 2 气体保护焊。传统的焊接方法各有各的不足之处。手工焊的质量易受操作人员的技术水平和体力的影响；埋弧焊起弧比较困难，焊剂成本高，焊后去除焊渣工作量大；co 2 气体保护焊易产生 co气孔，飞溅严重，烟尘大等 [1] 。焊接缺陷也会影响到车轮的使用性能，咬边和气孔等缺陷致使车轮在焊缝处产生疲劳裂纹，是造成车轮断裂的主要原因 [2] 。鉴于传统焊接技术的不足之处，需要考虑一种新的焊接来解决上述的问题。双丝 mag 焊因其焊接速度快、熔敷率高、焊接热输入小、可以有效的减小焊后变形，得到了广泛的关注和重视 [3, 4] 。双丝焊作为一种高效化的焊接方法，已广泛应用于石油化工、海洋工程、船舶制造和航天航空等工程领域 [5] 。

将一种新的焊接方法应用于产品生产中时，尤其是复杂结构的焊接，焊接工艺参数、焊接顺序、施工条件等因素都会影响到产品的最终质量。如果直接用试验的方法将耗费大量的人力和物力，增加了产品研发的周期。然而，使用数值模拟的方法即可避免试验的盲目性。在车轮合成焊接的研究过程中，涉及到了多种焊接顺序，因此采用数值模拟可以为其提供理论依据并指导实际试验，具有重要的经济意义。

2. 研究内容和预期目标

在国产钢制车轮中，轮辋与轮辐的合成大都采用焊接方法。对于平板式轮辐且轮辋、轮辐合成焊接位置为一不对称结构的车轮焊接过程，会产生大量的热输入积累，进而引起平板式轮辐的过大变形，造成平面度差，现有技术普遍是采用焊接后车削加工以保证产品平面度的办法，不仅生产率低且生产成本高。因此本课题通过制定合理的焊接工艺并采用数值模拟优化预测焊接变形优化焊接顺序，来控制并减小焊接变形。预期目标是对焊接轮辋轮辐进行三维建模。

3. 研究的方法与步骤

具体内容为：1.对焊接轮辋轮辐进行三维建模；

2.轮辋轮辐焊接结构设计与工艺设计；

3.运用abaqus对焊接的温度场进行模拟分析；

4. 参考文献

[1] 韩国明. 焊接工艺理论与技术 第2版.北京：机械工业出版社,2018.

[2] 中国机械工程学会焊接学会编. 焊接手册 材料的焊接 第3版.北京：机械工业出版社, 2008

[3] 中国机械工程学会焊接学会编. 焊接手册 焊接结构 第3版. 北京：机械工业出版社，2008.

5. 计划与进度安排

1.2022-3-05～2022-3-12确认选题