搅拌摩擦焊(FSW)是一种新型固相焊接工艺,现在已经在世界范围内得到了广泛的研究和应用.铝锂合金是航空工业领域首选的轻型材料.研究铝锂合金的摩擦搅拌焊接技术具有很重要的价值.该文利用三维实体模型,对铝锂合金的搅拌摩擦焊过程进行分析;搅拌头作为搅拌摩擦焊的关键部件,其形状尺寸决定了搅拌摩擦焊的接头质量,为得到性能优越的搅拌头,对搅拌摩擦焊搅拌头的优化进行了研究,主要工作内容如下:1.基于传热学和动力学理论,对搅拌摩擦焊的原理进行了分析,建立了可靠的搅拌摩擦焊搅拌头分析的数学模型;2.利用大型有限元分析软件ABAQUS基于现有搅拌摩擦焊机使用的搅拌头,进行了特定焊接转速、焊接速度、材料铝锂合金的焊接搅拌头有限元分析;3.建立了搅拌头形状尺寸优化数值模型,以此作为优化的目标函数基于遗传算法实现搅拌头优化;4.利用UG建立了搅拌摩擦焊的三维实体模型,初步建立了搅拌摩擦焊仿真系统,构建了良好的人机交互界面,用于搅拌摩擦焊的仿真研究,并模拟搅拌摩擦焊的运动,对其运动规律、控制规律进行预报预测.