焊接熱效應溫度場、殘餘應力、變形

標籤

內容簡介 本書建立在最新發展 起來的藉助熱力學、連續 介質力學和顯微組織動力 學以及數值分析方法進行 焊接性分析（包括與焊接 性有關的設計、材料及焊 接工藝的優化）的系統研 究基礎上。它從焊接溫度 場出發，研究殘餘應力和 變形，提出了減少焊接殘 餘應力和變形的有效措施， 並概述了焊接對結構強度 影響的問題。 本書是在作者為不倫 瑞克工業大學授課講義的 基礎上編寫完成的。理論 系統、概念清晰；又密切 結合焊接技術與生產發展 的實際，反映了國外在這 一領域的最新科研成果。 資料豐富實用。因此，可 作為焊接及相關專業的研 究生、本科生的教科書或 參考書，也可供有關的工 程技術人員、科研人員和 教師參考。

目 錄
序
中譯本序
原序
前言
符號表
1緒論
1.1本書內容範圍和結構
1.2焊接性分析
1.3殘餘應力
1.4焊接殘餘應力
1.5焊接殘餘應力場
1.6典型實例
1.7焊接變形
1.8有關的參考書
1.9本書概貌
2焊接溫度場
2.1基本原理
2.1.1焊接熱源
2.1.1.1焊接溫度場的意義
2.1.1.2焊接熱源的類型
2.1.1.3焊接熱源的熱功率
2.1.2熱傳播定律
2.1.2.1熱傳導定律
2.1.2.2對流傳熱定律
2.1.2.3輻射傳熱定律
2.1.2.4熱傳導微分方程式
2.1.2.5初始條件和邊界條件
2.1.2.6材料熱物理性質的特徵值
2.1.3幾何尺寸和熱輸入的簡化模型
2.1.3.1簡化的必要性
2.1.3.2幾何尺寸的簡化
2.1.3.3熱源空間尺寸形狀的簡化
2.1.3.4熱源作用時間因素的簡化
2.1.3.5使用者選擇焊接溫度場模型應考慮的問題
2.1.3.6數值解及其與實驗結果的比較
2.2整體溫度場
2.2.1瞬時固定熱源
2.2.1.1作用於半無限體的瞬時點熱源
2.2.1.2作用於無限板的瞬時線熱源
2.2.1.3作用於無限長杆的瞬時面熱源
2.2.2連續固定和移動熱源
2.2.2.1作用於半無限體的移動點熱源
2.2.2.2作用於無限板的移動線熱源
2.2.2.3作用於無限長杆的移動面熱源
2.2.3高斯分佈熱源
2.2.3.1作用於半無限體的固定和移動圓形熱源
2.2.3.2作用於無限板的固定和移動圓形熱源
2.2.3.3作用於無限板的固定帶狀熱源
2.2.4快速移動大功率熱源
2.2.4.1作用於半無限體的快速移動大功率熱源
2.2.4.2作用於無限板的快速移動大功率熱源
2.2.5熱飽和與溫度均勻化
2.2.6有限尺寸的影響
2.2.7有限元解
2.2.7.1基本原理
2.2.7.2環元模型
2.2.7.3板元模型
2.3對熔化區的局部熱作用
2.3.1作為焊接熱源的電弧
2.3.1.1物理工藝基礎知識
2.3.1.2熱平衡和熱源密度
2.3.1.3熔化焊熱傳導模型
2.3.1.3.1電極的熔化
2.3.1.3.2母材的熔化
2.3.1.3.3熔化的填充金屬和母材的相互作用
2.3.1.4焊接熔池模型
2.3.1.4.1焊接熔池物理
2.3.1.4.2焊接電弧模型
2.3.1.4.3流體靜力學的表面張力模型
2.3.1.4.4流體動力學的焊接熔池模型
2.3.1.4.5流體靜力學焊縫形狀模型
2.3.1.4.6小孔模型
2.3.2作為焊接熱源的火焰
2.3.2.1物理工藝基礎知識
2.3.2.2熱平衡和熱流密度
2.3.3焊點的電阻加熱
2.3.4摩擦焊時熱的生成
2.4母材上的局部熱影啊
2.4.1熱影響區顯微組織轉變
2.4.1.1熱循環和顯微組織
2.4.1.2時間－溫度組織轉變圖
2.4.1.3時間－溫度組織轉變圖述評
2.4.2顯微組織轉變模型
2.4.3單道焊接時的冷卻速率、冷卻時間和奧氏體化時間
2.4.3.1立體和薄板中的冷卻速率
2.4.3.2厚板的冷卻速率
2.4.3.3立體和板件中的冷卻時間
2.4.3.4立體和板件中的奧氏體化時間
2.4.4多道焊的溫度循環
2.5氫擴散
3焊接殘餘應力和變形
3.1基本原理
3.1.1溫度場基礎
3.1.2彈性熱應力場
3.1.3彈塑性熱應力場
3.1.4熱力學基本方程
3.1.5材料的熱物理和力學特徵值
3.2有限元模型
3.2.1簡明求解
3.2.2杆元模型
3.2.3環元模型
3.2.4板平面內薄膜板元模型
3.2.5橫截面內薄膜板元模型
3.2.6體元模型
3.3收縮力與應力源模型
3.3.1縱向收縮力模型
3.3.2橫向收縮力模型
3.3.3在圓筒和球殼上的應用
3.3.4殘餘應力源模型
3.4焊接殘餘應力綜述
3.4.1一般說明
3.4.2焊縫縱向殘餘應力
3.4.3焊縫橫向殘餘應力
3.4.4點焊、覆層和火焰切割後的殘餘應力
3.5焊接變形
3.5.1模型的簡化
3.5.2橫向收縮和坡口橫向偏移
3.5.3縱向和彎曲收縮
3.5.4角收縮和扭轉變形
3.5.5薄壁焊接構件的翹曲
3.6殘餘應力和變形的測量方法
3.6.1試驗和測量的重要性
3.6.2焊接過程中應變和位移的測量
3.6.3破壞性殘餘應力測量
3.6.3.1單軸焊接殘餘應力的測量
3.6.3.2雙軸焊接殘餘應力的測量
3.6.3.3三軸焊接殘餘應力的測量
3.6.4非破壞性殘餘應力測量
3.6.5焊接後的變形測量
3.6.6相似關係
4減少焊接殘餘應力與變形的措施
4.1必要性與措施類別
4.2設計措施
4.3選材措施
4.3.1材料選擇的基本思路
4.3.2在熱彈塑性場方程中的材料特徵值
4.3.3材料特徵值對焊接殘餘應力與變形的影響
4.3.4焊接適應性指數的推導
4.4製造工藝措施
4.4.1選擇製造工藝措施的依據
4.4.2焊前措施與焊時措施
4.4.2.1概述
4.4.2.2基本措施
4.4.2.3焊接工藝措施
4.4.2.4熱措施
4.4.2.5機械措施
4.4.2.6典型應用實例
4.4.3焊後措施
4.4.3.1概述
4.4.3.2熱態消除應力（消除應力退火）
4.4.3.2.1熱態消除應力方法的實際應用與有關規範
4.4.3.2.2應力鬆弛試驗
4.4.3.2.3熱態消除應力時顯微組織的變化
4.4.3.2.4退火溫度與退火時間的等效性
4.4.3.2.5熱態消除應力的蠕變定律與蠕變理論
4.4.3.2.6熱態消除應力的分析實例與實驗結果
4.4.3.3冷態消除應力（冷拉伸、火焰消除應力與
振動消除應力）
4.4.3.3.1冷拉伸的杆元模型
4.4.3.3.2冷拉伸的缺口與裂紋力學
4.4.3.3.3與冷拉伸有關的實際問題
4.4.3.3.4火焰消除應力與感應消除應力
4.4.3.3.5振動消除應力
4.4.3.4錘擊、滾壓、點狀加壓與點狀加熱
4.4.3.5熱矯正、冷矯正及火焰矯正
5焊接對強度的影響
5.1概述
5.2熱裂紋與冷裂紋
5.3延性斷裂
5.4脆性斷裂
5.5層狀撕裂
5.6蠕變斷裂
5.7疲勞斷裂
5.8幾何（形狀）不穩定性
5.9腐蝕與磨損
5.10焊接時強度的下降
參考文獻
本書作者的有關專著
索引