恒进给旋转摩擦条件下金属力学参量周期响应行为

来源：机械工程学报杂志2015年第2期北京时间：

作者：张雪超, 熊江涛, 李京龙, 李鹏, 钱锦文, 张赋升

单位：1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室 2.西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室

摘要：为了揭示搅拌摩擦焊过程中搅拌针周围金属在恒速前进下转矩、压力的响应行为，设计薄壁管状铝合金在恒速旋转和恒速下压加载下的模拟试验。研究发现转矩和压力呈周期性变化，且周期与旋转周期一致。通过计算得出滑动摩擦功率大于黏着摩擦功率并大于实际平均产热功率。进而阐明产生周期性的原因在于滑动摩擦功率大于黏着摩擦功率，可以快速积累热量使材料软化，此时压力、转矩最小;但黏着摩擦状态下材料产热效率低，因此塑性流动层金属被挤出，旋转头接触弹性层金属，此时压力、转矩最大，产热增加，使摩擦界面快速产热、材料软化甚至达到黏着，如此周而复始产生周期性。

关键词：滑动摩擦功率,搅拌摩擦焊,模拟试验,黏着摩擦功率,周期性；

基金资助：国家自然科学基金(51071123，51101126)、凝固技术国家重点实验室(西北工业大学)自主研究课题(43-QP-2009，31-TP-2009)和陕西省科技统筹创新工程计划(2012HBSZS021)资助项目