目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生及影響 1
1.2 焊接殘余應(yīng)力的計(jì)算與測(cè)試 2
1.3 中子衍射測(cè)試技術(shù)及其應(yīng)用 4
1.4 焊接殘余應(yīng)力的調(diào)控 6
參考文獻(xiàn) 7
第2章 中子衍射測(cè)試技術(shù) 9
2.1 基本原理 10
2.2 中子衍射實(shí)驗(yàn)裝置 12
2.3 實(shí)驗(yàn)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(gè)合適的反射面 20
2.3.4 無(wú)應(yīng)力晶面間距d0的確定 22
2.4 測(cè)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(yīng) 24
2.4.3 狹縫的錯(cuò)誤使用 24
2.5 厚板殘余應(yīng)力測(cè)試 25
2.5.1 厚板殘余應(yīng)力測(cè)試的重要性 25
2.5.2 厚板殘余應(yīng)力測(cè)試的難點(diǎn) 25
2.5.3 厚板殘余應(yīng)力測(cè)試方法 26
2.5.4 80mm厚板焊接殘余應(yīng)力測(cè)試案例 29
參考文獻(xiàn) 32
第3章 焊接殘余應(yīng)力計(jì)算有限元方法 34
3.1 溫度場(chǎng)計(jì)算 34
3.1.1 焊接溫度場(chǎng)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(yīng)力場(chǎng)計(jì)算 52
3.2.1 殘余應(yīng)力形成機(jī)理 52
3.2.2 焊接應(yīng)力場(chǎng)熱彈塑性基本理論 54
3.2.3 殘余應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬——順次耦合分析 56
3.2.4 塑性強(qiáng)化模型 57
3.3 焊接殘余應(yīng)力的有限元模擬 58
3.3.1 焊接殘余應(yīng)力的模擬方法 58
3.3.2 計(jì)算示例 61
參考文獻(xiàn) 63
第4章 強(qiáng)化模型對(duì)殘余應(yīng)力計(jì)算精度的影響 66
4.1 強(qiáng)化模型 66
4.1.1 各向同性強(qiáng)化模型 66
4.1.2 隨動(dòng)強(qiáng)化模型 69
4.1.3 混合強(qiáng)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(xiàn) 78
第5章 焊接殘余應(yīng)力在工作環(huán)境中的演化 79
5.1 焊接殘余應(yīng)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(yīng)力高溫下的演化規(guī)律 80
5.2 焊接殘余應(yīng)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(shí)驗(yàn)細(xì)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(xiàn) 98
第6章 低溫馬氏體相變對(duì)殘余應(yīng)力的影響 99
6.1 基于低溫馬氏體相變效應(yīng)的殘余應(yīng)力調(diào)控原理 99
6.1.1 焊接過(guò)程的固態(tài)相變 99
6.1.2 焊接過(guò)程的固態(tài)相變效應(yīng) 100
6.1.3 相變溫度確定 101
6.1.4 相變過(guò)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(cè)試 105
6.2.2 焊接過(guò)程中冶金力學(xué)行為的數(shù)值模擬 107
6.2.3 殘余應(yīng)力數(shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果及分析驗(yàn)證 109
參考文獻(xiàn) 114
第7章 殘余應(yīng)力測(cè)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(xiàn) 123
第8章 厚板焊接殘余應(yīng)力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法 125
8.1 二維內(nèi)生熱源簡(jiǎn)化算法 125
8.2 焊道集成法 126
8.3 可變長(zhǎng)度熱源簡(jiǎn)化算法 129
8.4 厚板焊接殘余應(yīng)力的簡(jiǎn)化公式 130
參考文獻(xiàn) 132
第9章 焊接殘余應(yīng)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(diǎn) 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(diǎn) 145
9.2.2 超聲沖擊處理的數(shù)值模擬 146
參考文獻(xiàn) 148
第10章 工程案例 150
10.1 案例一：不銹鋼復(fù)合板補(bǔ)焊殘余應(yīng)力分析 150
10.1.1 不銹鋼復(fù)合板補(bǔ)焊殘余應(yīng)力的有限元分析與試驗(yàn)驗(yàn)證 150
10.1.2 結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對(duì)不銹鋼復(fù)合板補(bǔ)焊殘余應(yīng)力的影響 154
10.2 案例二：半管夾套焊接部位殘余應(yīng)力分析 165
10.2.1 半管夾套焊接部位殘余應(yīng)力有限元分析 165
10.2.2 結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)對(duì)半管夾套焊接部位殘余應(yīng)力的影響 167
10.3 案例三：螺旋焊管殘余應(yīng)力分析 173
10.3.1 螺旋焊管殘余應(yīng)力有限元分析與試驗(yàn)驗(yàn)證 173
10.3.2 結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)對(duì)螺旋焊管殘余應(yīng)力的影響 178
10.4 大型EO反應(yīng)器超厚管板拼焊殘余應(yīng)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(yīng)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(xiàn) 200
附錄 202
附錄1 雙橢球移動(dòng)熱源子程序 202
附錄2 焊接殘余應(yīng)力的熱彈塑性耦合計(jì)算 203
附錄3 焊接殘余應(yīng)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(duì)殘余應(yīng)力影響的數(shù)值模擬子程序 213