目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 焊接殘余應力的產(chǎn)生及影響 1
1.2 焊接殘余應力的計算與測試 2
1.3 中子衍射測試技術(shù)及其應用 4
1.4 焊接殘余應力的調(diào)控 6
參考文獻 7
第2章 中子衍射測試技術(shù) 9
2.1 基本原理 10
2.2 中子衍射實驗裝置 12
2.3 實驗方法 18
2.3.1 選擇合適的衍射體積 18
2.3.2 放置樣品 19
2.3.3 選擇一個合適的反射面 20
2.3.4 無應力晶面間距d0的確定 22
2.4 測試誤差的原因分析 24
2.4.1 部分填充的衍射體積 24
2.4.2 大晶粒效應 24
2.4.3 狹縫的錯誤使用 24
2.5 厚板殘余應力測試 25
2.5.1 厚板殘余應力測試的重要性 25
2.5.2 厚板殘余應力測試的難點 25
2.5.3 厚板殘余應力測試方法 26
2.5.4 80mm厚板焊接殘余應力測試案例 29
參考文獻 32
第3章 焊接殘余應力計算有限元方法 34
3.1 溫度場計算 34
3.1.1 焊接溫度場數(shù)值模擬理論 34
3.1.2 典型熱源模型及其選用 39
3.2 殘余應力場計算 52
3.2.1 殘余應力形成機理 52
3.2.2 焊接應力場熱彈塑性基本理論 54
3.2.3 殘余應力場的數(shù)值模擬——順次耦合分析 56
3.2.4 塑性強化模型 57
3.3 焊接殘余應力的有限元模擬 58
3.3.1 焊接殘余應力的模擬方法 58
3.3.2 計算示例 61
參考文獻 63
第4章 強化模型對殘余應力計算精度的影響 66
4.1 強化模型 66
4.1.1 各向同性強化模型 66
4.1.2 隨動強化模型 69
4.1.3 混合強化模型 71
4.2 有限元模型 72
4.2.1 幾何模型及材料參數(shù) 72
4.2.2 結(jié)果分析 73
參考文獻 78
第5章 焊接殘余應力在工作環(huán)境中的演化 79
5.1 焊接殘余應力在高溫環(huán)境中的演化規(guī)律 79
5.1.1 高溫蠕變現(xiàn)象 79
5.1.2 不銹鋼板翅結(jié)構(gòu)釬焊殘余應力高溫下的演化規(guī)律 80
5.2 焊接殘余應力在循環(huán)載荷下的釋放規(guī)律 85
5.2.1 概述 85
5.2.2 實驗細節(jié) 86
5.2.3 有限元數(shù)值模型 88
5.2.4 釋放規(guī)律分析 89
參考文獻 98
第6章 低溫馬氏體相變對殘余應力的影響 99
6.1 基于低溫馬氏體相變效應的殘余應力調(diào)控原理 99
6.1.1 焊接過程的固態(tài)相變 99
6.1.2 焊接過程的固態(tài)相變效應 100
6.1.3 相變溫度確定 101
6.1.4 相變過程分析 103
6.2 LTT焊絲焊接接頭組織及性能表征 104
6.2.1 中子衍射測試 105
6.2.2 焊接過程中冶金力學行為的數(shù)值模擬 107
6.2.3 殘余應力數(shù)值預測結(jié)果及分析驗證 109
參考文獻 114
第7章 殘余應力測試取樣尺寸的確定 116
7.1 縱向切割方案的確定 116
7.2 橫向切割方案的確定 118
參考文獻 123
第8章 厚板焊接殘余應力的簡化計算方法 125
8.1 二維內(nèi)生熱源簡化算法 125
8.2 焊道集成法 126
8.3 可變長度熱源簡化算法 129
8.4 厚板焊接殘余應力的簡化公式 130
參考文獻 132
第9章 焊接殘余應力調(diào)控 133
9.1 水射流處理 133
9.1.1 水射流處理的原理與特點 133
9.1.2 水射流處理的分類 135
9.1.3 水射流處理的數(shù)值模擬 138
9.2 超聲沖擊處理 145
9.2.1 超聲沖擊處理的原理與特點 145
9.2.2 超聲沖擊處理的數(shù)值模擬 146
參考文獻 148
第10章 工程案例 150
10.1 案例一：不銹鋼復合板補焊殘余應力分析 150
10.1.1 不銹鋼復合板補焊殘余應力的有限元分析與試驗驗證 150
10.1.2 結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對不銹鋼復合板補焊殘余應力的影響 154
10.2 案例二：半管夾套焊接部位殘余應力分析 165
10.2.1 半管夾套焊接部位殘余應力有限元分析 165
10.2.2 結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)對半管夾套焊接部位殘余應力的影響 167
10.3 案例三：螺旋焊管殘余應力分析 173
10.3.1 螺旋焊管殘余應力有限元分析與試驗驗證 173
10.3.2 結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)對螺旋焊管殘余應力的影響 178
10.4 大型EO反應器超厚管板拼焊殘余應力與變形調(diào)控 189
10.4.1 超厚管板拼焊工藝 189
10.4.2 超厚管板拼焊殘余應力有限元模型 191
10.4.3 結(jié)果與分析 193
10.4.4 結(jié)論 200
參考文獻 200
附錄 202
附錄1 雙橢球移動熱源子程序 202
附錄2 焊接殘余應力的熱彈塑性耦合計算 203
附錄3 焊接殘余應力在循環(huán)載荷下的釋放子程序 211
附錄4 低溫馬氏體相變對殘余應力影響的數(shù)值模擬子程序 213