搅拌摩擦焊搅拌头疲劳寿命的模拟研究

针对搅拌摩擦焊稳定焊接阶段,建立搅拌头受力模型与有限元分析模型,由计算结果可知,在稳定焊接阶段,前行处搅拌头根部为搅拌头薄弱部位,在垂直于搅拌头轴线方向,正侧面受拉应力,背面受压应力,分别为115.5, 127.5 MPa,若设计不当易从此处断裂。在此基础上结合Ramberg-Osgood模型,采用应变-寿命(E-N)法,对搅拌头进行疲劳寿命估算。结果表明,在当前焊接工艺参数下,搅拌头疲劳循环寿命为3.896×10~9次,可焊接6.487 25×10~4 m,不会出现疲劳断裂。结合实际生产中搅拌头并未出现断裂这一现象,今后在搅拌头设计中应更多考虑搅拌头焊接时的粘着磨损现象。