《有限元数值模拟》课程实验
二、实验内容
装配形式：
《有限元数值模拟》课程实验
三、实验报告
根据已知参数建立数学模型，运用Deform-3D有限元软件进行数值模拟、并按 照仿真结果填写实验报告。
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四、实验过程
(1) 分析搅拌头的磨损机理。 (2) 运用数学知识，建立磨损的计算模型。 (3) 按要求建立有限元模型，进行模拟，并整理最终结果。
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二、实验内容
第五种搅拌头的几何尺寸：搅拌头轴肩形状采用圆柱形几何，其直径为 15mm，高度为10mm，端面具有7°的凹角呈同心圆环状；搅拌针形状采 用圆锥形几何，其大端的直径为5mm，高度为4.5mm，锥度为7°，搅拌针 和轴肩的交界处有0.5mm的倒角，在此尺寸的基础之上对搅拌针加上同心 环螺纹特征，螺距为0.8m。 第六种搅拌头的几何尺寸：搅拌头轴肩形状采用圆柱形几何，其直径为 15mm，高度为10mm，端面具有7°的凹角，并在端面上开有三斜槽；搅 拌针形状采用圆锥形几何，其大端的直径为5mm，高度为4.5mm，锥度为 7°，搅拌针和轴肩的交界处有0.5mm的倒角，在此尺寸的基础之上对搅拌 针加上右旋螺纹特征，螺纹倾角为60°，螺纹大径5mm，小径4.2mm，螺 距为0.8mm，并在螺纹上加工成等角度的三个斜面。
要求：每个同学能独立完成本仿真实验（多次练习）
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二、实验内容
整个实验流程图：
仿真计算开始
模型数据读入
搅拌头每前进10mm距离磨损深度预测 计算测量点轴向压力、温度以及滑动速度
数据更新 磨损深度总量预测 磨损深度，硬度，时间
磨损深度>极限值； 硬度>限定值
搅拌头磨损轮廓确定
仿真结果结束
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搅拌头磨损的数值仿真
一、实验目的 二、实验内容 三、实验报告 四、实验过程
五、实验操作
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一、实验目的和要求
目的：
搅拌摩擦焊是一种先进的材料连接方法。搅拌头是摩擦焊接的关键设备， 其使用寿命是衡量搅拌头质量的一个重要方面，也是判定搅拌头设计是否 合理的一个主要技术指标。搅拌头失效是指搅拌头在长期工作状况下，由 于塑性变形、磨损或者疲劳断裂的发生，从而引起搅拌头无法正常工作的 现象。 影响搅拌摩擦焊接生产成本的重要方面是搅拌头的使用寿命，也是限制 其广泛应用的一个重要方面。搅拌头使用寿命往往与搅拌头设计、材料设 计和工艺设计等因素有关。为突破常规搅拌摩擦焊接技术的局限性，从搅 拌摩擦焊接工艺设计出发，应用数值模拟技术，计算机辅助设计手段，研 究了搅拌摩擦加工过程中搅拌头磨损及使用寿命的影响。
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二、实验内容
第七种搅拌头的几何尺寸：搅拌头轴肩形状采用圆柱形几何，其直径为 15mm，高度为10mm，端面具有7°的凹角；搅拌针形状采用圆锥形几何， 其大端的直径为5mm，高度为4.5mm，锥度为7°，搅拌针和轴肩的交界处 有0.5mm的倒角，在此尺寸的基础之上对搅拌针加上右旋螺纹特征，螺纹 倾角为60°，螺纹大径5mm，小径4.2mm，螺距为0.8mm，并在螺纹上加 工成等角度的三个斜面。
《有限元数值Leabharlann 拟》课程实验二、实验内容 第二种搅拌头的几何尺寸：搅拌头轴肩形状采用圆柱形几何，其直径为 15mm，高度为10mm，无凹角，搅拌针形状采用圆柱形几何，其直径为 5mm，高度为4.5mm，搅拌针和轴肩的交界处有0.5mm的倒角。 第三种搅拌头的几何尺寸：搅拌头轴肩形状采用圆柱形几何，其直径为 15mm，高度为10mm，端面具有7°的凹角；搅拌针形状采用圆柱形几何， 其直径为5mm，高度为4.5mm，无螺纹，搅拌针和轴肩的交界处有0.5mm 的倒角，在此尺寸的基础之上对搅拌针加上右旋螺纹特征。 第四种搅拌头的几何尺寸：搅拌头轴肩形状采用圆柱形几何，其直径为 15mm，高度为10mm，端面具有7°的凹角；搅拌针形状采用圆锥形几何， 其大端的直径为5mm，高度为4.5mm，锥度为7°，搅拌针和轴肩的交界处 有0.5mm的倒角，在此尺寸的基础之上对搅拌针加上右旋螺纹特征，螺纹 倾角为60°，螺纹大径5mm，小径4.2mm，螺距为0.8mm。
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二、实验内容
建立七种不同类型的搅拌头： 搅拌头的几何形状设计主要有两个方面：轴肩几何形状设计与搅拌针几 何形状设计。对于轴肩的设计来说，主要影响因素对被焊板摩擦生热的能力、 以及挤压和控制焊缝塑化材料溢出的能力；对搅拌针的设计主要考虑其对塑 化材料的搅动能力和摩擦生热的能力。研究搅拌头几何形状对6061铝合金搅 拌摩擦焊接的影响，本文设计了七种种几何形状的搅拌头进行焊接对比实验， 搅拌头相关几何形状和具体尺寸如下： 第一种搅拌头的几何尺寸：搅拌头轴肩形状采用四面体圆柱形几何，其 直径为15mm，高度为10mm，无凹角；搅拌针形状采用四面体圆柱几何， 其直径为5mm，高度为4.5mm，无螺纹，搅拌针和轴肩的交界处有0.5mm 的倒角。
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五、实验操作
用三维画图软件UG中建立实体模型，然后将实体模型导入有限元软件 Deform-3D中进行数值模拟。