一种利用自适应发射率模型补偿搅拌摩擦焊温度场的方法

作     者：张玉存 徐子奇 李群 ZHANG Yucun;XU Ziqi;LI Qun

作者机构：燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066300 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 

出 版 物：《计量学报》 (Acta Metrologica Sinica)

年 卷 期：2024年第45卷第7期

页      面：1007-1014页

学科分类：08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：河北省自然科学基金(E2022415005,E2021415003) 中央引导地方科技发展资金项目(216Z1801G,226Z1806G) 河北省‘三三三人才工程’资助项目(A202101025) 

主　　题：温度计量 焊接温场 动态预测 温场补偿 自适应发射率 搅拌摩擦焊 铝合金氧化膜 

摘      要：针对目前搅拌摩擦焊温度场研究大多忽略热辐射作用或者采用固定发射率模型导致误差较大的问题,提出一种考虑粗糙表面的铝合金氧化膜生长过程的自适应发射率模型,对焊接温度场进行补偿研究。首先,考虑到搅拌摩擦焊过程中铝合金表面形貌的动态变化,采用二次曲面响应法确定焊接表面粗糙度及其与平均线单位长度平均值的交点数;随后,基于提出的自适应发射率,建立6061铝合金搅拌摩擦焊过程的完全耦合有限元模型进行数值模拟,并对模拟结果进行分析。结果表明:不同焊接条件下,基于自适应发射率模型所得结果与实验结果之间的最大绝对误差仅为11 K,表明采用自适应发射率的数值模型能够较好地再现焊接过程中的温度场,可为提高搅拌摩擦焊焊接质量提供支持。