搅拌摩擦焊中材料流动行为数值模拟的研究进展

摘要：搅拌摩擦焊是一种革命性的焊接技术。相比于熔化焊，搅拌摩擦焊在铝合金、镁合金等材料的焊接方面具有明显的优势。而搅拌摩擦焊过程中材料在熔化温度以下经历剧烈的塑性流动，这与传统焊接过程有着明显不同，因此非常有必要对搅拌摩擦焊过程中的材料流动行为进行研究。由于试验方法本身在空间与时间上的局限性，数值模拟成为研究搅拌摩擦焊过程中的材料流动行为的重要方法。分析搅拌摩擦焊过程中的物理过程，从数值方法、热源模型、边界摩擦模型、材料本构模型这四个方面介绍搅拌摩擦焊中材料流动行为的数值模拟的最新研究进展及相关应用。对当前搅拌摩擦焊材料流动模拟中存在的不足进行分析，提出未来研究中应关注的研究方向。

关键词：搅拌摩擦焊 材料流动 数值模拟 

单位：清华大学机械工程系 北京100084 清华大学摩擦学国家重点实验室 北京100084