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摘要
为了研究6061铝合金超声辅助搅拌摩擦焊接过程中温度场与焊缝区域材料流动等行为，采用耦合欧拉-拉格朗日方法，考虑超声振动对工件材料属性的影响，建立了6061铝合金超声辅助搅拌摩擦焊热机耦合数值模型，通过示踪粒子监测材料流动行为，开展超声辅助搅拌摩擦焊试验，并对模型准确性进行验证。研究结果表明：焊接过程中焊缝材料首先被压缩至工件底部，随后在搅拌头的作用下向工件上表面与搅拌头后方流动；工件表面温度场与焊缝区域的等效塑性应变场均呈不对称分布，塑性应变区域集中于焊缝两侧共约25 mm的区域内，区域温度均高于400℃;焊核区域的形状与尺寸及飞边的位置和尺寸的模拟结果与试验结果基本吻合，验证了建立的热机耦合数值模型的正确性。
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