一、焊接应力对平接头强度的影响（论文文献综述）
胡聪[1]（2021）在《复杂环境与应力场作用下钢桥焊接接头疲劳性能研究》文中研究指明钢结构因具备诸多优点而被广泛使用于桥梁建设中。但由于长期服役于交变荷载下,钢结构易发生疲劳破坏,严重影响桥梁结构安全。对于存在腐蚀介质、火灾高温等的复杂环境中,理论上就更加难以准确预估钢桥的剩余疲劳寿命。焊接接头作为钢桥最主要的连接方式之一,在实际工程中多处于复杂环境和交变荷载的耦合作用中,因而开展复杂环境与应力场作用下钢桥焊接接头疲劳性能的研究就很有必要。本文以母材为Q420q D高强钢的两种不同连接形式的焊接接头为研究对象,基于有限元与试验相结合的方法分析了腐蚀介质和火灾高温对焊接接头疲劳性能的影响。参照设计尺寸建立两种焊接接头的有限元模型,针对无处理、仅腐蚀处理和腐蚀与火灾处理三种工况,基于S-N曲线法对两种焊接接头疲劳寿命进行估算,并进行了两种焊接接头三种工况下的6组×10根试件的疲劳试验,研究了三种工况下两种焊接接头的疲劳性能变化规律,为既有钢桥的剩余疲劳寿命评估和待建钢桥的抗疲劳、抗火设计提供理论基础和参考依据。主要完成的研究内容及成果如下:（1）对钢桥焊接接头疲劳问题的研究现状进行了介绍,总结了钢桥焊接结构疲劳寿命评估方法,介绍了钢桥的腐蚀类型、影响因素、预测模型和腐蚀试验,概述了钢桥腐蚀疲劳破坏机理和影响因素,阐述了火灾高温对焊接接头残余应力分布和大小的影响,并对现有的焊接过程有限元分析方法和理论进行了简要的概括介绍。（2）参照国内外文献和实际试验条件设计两种焊接接头:十字接头和搭接接头。基于ANSYS有限元软件平台建立了两种焊接接头的三维几何模型,采用热-应力耦合场分析顺序法,应用组合热源,结合生死单元技术,焊后按火灾标准升温曲线对焊接接头施加火灾温度荷载,获得了焊接过程和火灾高温处理过程中的焊接接头瞬态温度场、空间残余应力的大小和分布规律。结果表明,焊接过程中,十字接头焊缝熔池最高温度接近2500℃,搭接接头焊缝熔池最高温度超过2700℃,均超过了Q420q D钢室温时的熔点,且节点温度离热源越近,温度越高。火灾高温处理后,两种焊接接头的残余应力呈现不同程度的下降,且残余应力大体按位置呈对称分布。（3）建立了单个角焊缝含不等数量腐蚀坑的两种焊接接头静力分析模型,获得了单个角焊缝中腐蚀坑数量与应力集中系数、疲劳寿命之间的变化关系,并基于FE-SAFE软件预测了三种工况模型的疲劳寿命。结果表明,搭接接头的应力集中系数要大于十字接头的应力集中系数,两种焊接接头在相同应力荷载下,无处理模型、腐蚀与火灾模型和仅腐蚀模型的疲劳寿命依次递减,且十字接头的疲劳寿命始终高于搭接接头的疲劳寿命。（4）进行了两种焊接接头三种工况下的疲劳试验,获得了相应的S-N曲线,分析了疲劳断口宏观结构、微观结构和疲劳损伤。基于数值模拟结果和各国规范设计曲线对两种焊接接头的疲劳特性和疲劳寿命给予评价。结果表明,腐蚀介质和火灾高温的确会对焊接接头的疲劳性能产生影响。三种工况下,十字接头的疲劳强度均大于搭接接头的疲劳强度,且两种焊接接头实际疲劳寿命较好的吻合了数值模拟结果。仅腐蚀处理的两种焊接接头受腐蚀时间和腐蚀程度等影响与各国船级社规范设计曲线公式计算值相差较大;GB规范设计曲线能够较好地评估无处理和腐蚀与火灾处理这两种焊接接头的疲劳寿命。
郭相忠[2]（2021）在《不锈钢轨道客车侧墙无痕激光焊接接头服役性能和失效行为研究》文中研究说明冷轧301LN奥氏体不锈钢制造的轻量化不锈钢轨道客车以其安全、节能和材料可完全回收等优点,广泛地应用在地铁和城际快速列车中。在不锈钢车体侧墙的连接中通常采用低热量输入的电阻点焊,但是该方法会在车体外表面留下大量的可见压痕,严重影响了车体的外观质量和耐腐蚀性。非熔透激光焊接是替代电阻点焊解决上述问题的理想方法。因此,本文以301LN不锈钢车体侧墙与连接件的搭接非熔透激光焊接接头为研究对象,开展了服役性能和失效行为的研究,为不锈钢客车设计和制造提供基础依据。主要研究内容和成果如下:通过微观组织表征和静拉伸试验研究了301LN奥氏体不锈钢激光焊缝的凝固模式、热裂敏感性和断裂强度。结果表明,301LN搭接非熔透激光焊缝的凝固受熔池两侧和底部板材三方向热传导冷却控制,冷却速度快。焊缝主体以初始铁素体FA模式凝固,铁素体量约为6.4%体积分数;焊缝底部以FA和AF混合模式凝固,铁素体量约为3.2%体积分数,混合凝固区的占比随冷却速度的增加而增大。301LN不锈钢具有优异的激光可焊性,焊接热裂敏感性较低,激光焊缝金属具有不低于冷轧板的优异力学性能。通过静拉伸试验研究了搭接非熔透激光焊接接头的静力学性能和失效行为,以及影响静力学性能的主要因素。结果表明,搭接非熔透激光焊接接头的拉伸断裂模式为焊缝界面拉伸-剪切断裂,拉伸断裂时焊缝旋转角度大的试件在焊缝断裂面的拉应力比（拉应力:剪应力）大于焊缝旋转角度小的试件,导致其拉伸断裂载荷和位移量也较高。搭接非熔透激光焊接接头的断裂延展性与焊缝界面宽度/薄板厚度比值呈线性增加。针对厚板搭接非熔透激光焊接接头断裂延展性较低的特点,提出了激光束竖直照射倾斜板的焊接方法,制备的倾斜焊缝具有与垂直焊缝相似的规则几何形状,在不增加熔透率的条件下,有效增加了焊缝界面宽度,提升了断裂载荷和延展性。焊缝倾斜方向会通过改变界面焊缝断裂机制影响焊接接头的静力学性能,与正向（同加载方向）倾斜焊缝相比,反向（逆加载方向）倾斜焊缝断裂界面的应力状态由以剪切应力为主变为以拉伸应力为主,断裂载荷和延展性分别提高了11.4%和58.9%。建立了考虑搭接界面接触约束的热-弹塑性有限元模型,较为准确地预测了搭接激光焊接接头的温度场、残余应力和焊接角变形,并分析了熔透率对残余应力和焊接角变形的影响。结果表明,由于非熔透板材对焊缝金属自由膨胀的约束强于熔透板材,非熔透焊接接头下板搭接界面的横向残余应力峰值比熔透焊接接头高约70 MPa;横向残余应力峰值位于距焊缝中心约2.5 mm区域内,该部位也是疲劳裂纹起裂区。搭接非熔透激光焊接接头上下表面之间的横向收缩差异较大,导致其产生了较大的焊接角变形。通过疲劳试验、断裂分析和有限元分析,研究了搭接激光焊接接头的疲劳性能和失效行为,分析了残余应力对疲劳性能和失效行为的影响,得到了搭接激光焊接接头疲劳设计的参考应力以及疲劳寿命预测模型。结果表明,在高载荷幅下,搭接非熔透激光焊接接头随下板与上板厚度比值的增加,疲劳断裂板由较厚的非熔透下板转移到较薄的熔透上板,焊接接头的疲劳断裂主要受局部缺口应力的影响。在低载荷幅下,搭接非熔透激光焊接接头的疲劳断裂都发生在非熔透下板,这与非熔透下板搭接界面较高的横向残余应力有关。搭接非熔透激光焊接接头的疲劳极限随非熔透下板厚度的增加显着提高,而熔透上板厚度增加对提升焊接接头的疲劳极限作用不明显。受横向残余应力较高的影响,非熔透搭接激光焊接接头对低载荷幅的抗疲劳性能大大低于熔透接头,而对高载荷幅的抗疲劳性能相差不大。基于疲劳极限计算得到了熔透和非熔透搭接激光焊接接头的疲劳裂纹起始区的结构应力分别为408 MPa和345 MPa,该应力值可作为激光焊接结构疲劳设计的参考应力。考虑焊接角变形的等效结构应变法可以合理的预测搭接激光焊接接头的疲劳寿命,误差率在30%以内。
肖泽宇[3]（2021）在《TiAl基合金与镍基高温合金激光焊研究与数值模拟》文中指出TiAl基合金从上世纪50年代开始被逐渐应用到工业生产中。因其具有密度低、比强度高、高温条件下抗蠕变能力强等特点,在国防工业、发电厂的燃气涡轮机和飞机的涡轮发动机等零部件生产中都有有重要应用。TiAl基合金的密度不及Ni基高温合金密度的一半,所以使用TiAl/Ni基高温合金的焊接结构以达到节约成本,减轻结构重量的方法拥有广泛应用前景。本文从冶金和应力两个角度分析TiAl/Ni基高温合金的焊接性特点。本文首先对TiAl/Ni基高温合金的直接焊接接头特点进行研究。研究结果表明采用脉冲激光焊接TiAl/Ni基高温合金无法实现有效的连接。焊缝中存在大裂纹,焊接后接头立即开裂。在焊缝中检测到大量的Ni、Al、Ti等元素。光镜下能够观察到组织分布并不均匀。主要的组织分别是Al Ni2Ti和Al0.35Ni0.30Ti0.35。硬度测试结果表明TiAl基合金和Ni基高温合金接头的焊缝组织硬度值较大。中心部分显微硬度超过800HV,远远大于母材的硬度。为了改变接头的相组成,采用不同厚度的纯Cu作为中间层可实现二者的连接。当加入填加0.2mm的Cu中间层无法实现二者的激光焊接。形成的主要脆性相基本上没有变化。通过填加0.4mm和0.6mm的Cu作为中间层可以TiAl/Ni基高温合金的连接。两个焊接区均主要含有Cr固溶体、（Cu,Ni）固溶体、Al（Cu,Ni）2Ti、（Cu,Ni）共晶组织和Al（Ni,Cu）2Ti。二者的接头的平均抗拉强度分别为158MPa和88MPa。拉伸的断裂处均在靠近TiAl基合金一侧。为了进一步获得更好的接头,在单一中间层的基础上进行填加复合中间层的研究。查阅资料发现添加V/Cu复合中间层可以获得良好接头。在此基础上填加Ti/V/Cu复合中间层进行试验。结果表明在焊缝区的分布相主要为（V,Cr）固溶体相、Al（Ni,Cu）2Ti相和Cu Ni Ti相。焊缝区的硬度测试结果表明,硬度的分布十分不均匀,平均硬度值为595HV。接头的力学测试结果表明,接头的抗拉强度为169.5MPa,发生断裂的位置在TiAl基合金侧界面区。推测主要原因是该区存在大量的Al（Ni,Cu）Ti、Al（Cu,Ni）2Ti等脆性金属间化合物。本文使用ANSYS有限元软件对焊接过程进行模拟分析。温度场结果表明在焊接过程中温度场分布始终不对称,Ni基高温合金面温度较高。不同厚度的Cu中间层对熔池最高温度有明显影响。使用0.2mm的Cu中间层时熔池内温度较高,使用0.4mm和0.6mm的Cu中间层时温度降低。Cu中间层的厚度过大不利于改善焊接组织。复合中间层的温度有所提升,主要是因为Cu的减少,使得激光的反射减少,焊缝热输入增加了。而应力场仿真结果表明,焊接结束冷却400s后两侧应力分布不对称且不均匀。TiAl基合金侧应力高于Ni基高温合金侧。随着Cu中间层厚度的增加,最大应力趋于减小。当加入复合中间层时,应力降低显着,其中加入V/Cu复合中间层后应力最低。应力分布曲线可以看出,TiAl基合金侧曲线出现波动,应力分布不均匀。填加单一中间层时,随着Cu中间层厚度的增加,曲线趋近于圆滑,并且总体应力减少。填加V/Cu复合中间层曲线时应力曲线圆滑,有利于改善接头焊接性。
张澐龙[4]（2021）在《铝锂合金蒙皮桁条T型结构激光焊接特性和压缩屈曲行为研究》文中提出轻量化结构设计与制造技术是未来民用飞机实现绿色、高效、节能、减排、减重的核心支撑技术。欧洲空客公司成功实现了激光焊接铝合金蒙皮桁条结构替代传统的铆接结构在飞机机身上的应用,取得了减重10%-20%、刚度增加15%-20%的效果。我国国产大型客机也提出了采用高比强度铝锂合金的蒙皮桁条结构激光焊接应用的需求,亟需解决铝锂合金蒙皮桁条结构的焊缝成形、接头软化、焊接变形和结构力学性能等关键问题。针对国产大飞机项目对双侧激光同步焊接铝锂合金蒙皮桁条结构开展相关研究工作的迫切需求,在本人硕士期间开展焊丝选型、工艺参数优化、焊缝成形、未熔合和气孔缺陷控制、组织和性能等方面研究的基础上,本文补充研究光束间距和点固工艺对焊缝成形的影响,研究点固工艺对焊接变形的影响;通过焊接试验研究焊接顺序和工装夹具对蒙皮桁条结构焊接变形的影响规律;研究不同焊后热处理工艺对接头组织的强化机理。在此基础上,对蒙皮桁条结构典型件进行激光焊接制造;鉴于该激光焊接蒙皮桁条结构未来应用于前机身和中后机身的下机身壁板,主要承载压缩和剪切载荷,本文结合试验和有限元模型,研究蒙皮桁条结构典型件在压缩载荷下的屈曲行为,并通过电测和光测试验数据验证有限元模型的合理性;经有限元非线性理想化误差分析研究各误差源对压缩屈曲行为的影响,并在此基础上建立横截面积相等的典型结构的有限元模型,对比激光焊接结构与铆接结构、搅拌摩擦焊接结构的压缩性能差异。通过工艺试验研究发现,光束间距和点固焊接工艺直接影响焊缝横截面成形的对称性和内部组织的均匀性,继而影响接头的横向拉伸强度。在连续焊接之前,采用合理的点固焊接工艺可以有效控制焊接变形,当点固焊接线能量较小时,角变形降低64%,挠曲变形降低89%,但由于组织的不均匀性导致接头横向拉伸强度降低40MPa-60MPa。为了提高接头强度,制定了不同时效时间的固溶+时效和时效两种焊后热处理工艺,结果表明,随时效时间的增加,采用固溶+时效热处理,强度逐渐增大,延伸率逐渐减小;采用时效热处理,强度先增大后减小,延伸率均小于1%。对于T3母材,时效165℃×20h或30h时,接头强度与AA2060-T8母材相当,但延伸率小于1%;对于T8母材,固溶+时效165℃×20h热处理时,接头强度与AA2060-T8母材相当,延伸率提高到2.7%。进一步探讨两种焊后热处理对焊缝组织的强化机理。固溶+时效热处理的焊缝中Cu元素固溶到基体中,晶界上的脆性θ相大量消失,并生成增强强度和韧性的T1相和δ’相,同时T相球化导致应力集中程度降低、增加晶间结合强度使得接头强度提高,强化机制为固溶强化和第二相强化;AA热处理的焊缝中产生增强强度的δ’相,而未生成增加韧性的T1相,晶界强化相中Cu含量增大,原有的晶界θ相更加连续使接头强度提高,强化机制为晶界强化和第二相强化。在解决焊接接头强化、焊接变形控制的基础上,研究铝锂合金激光焊接典型件的压缩屈曲行为。与实际壁板结构相比,典型结构虽然尺寸较小且实际承载能力不及实际壁板结构,但是其所反映的压缩屈曲行为特征仍可作为实际壁板结构的理论参考。结果显示,典型件的失效模式为整体变形失稳而不能继续承载引起的失稳失效,最终破坏形式包括蒙皮的局部屈曲、桁条的弯曲失稳和部分焊缝的连续断裂。典型件在达到初始屈曲载荷时,蒙皮上的应变表现出应变分叉现象,蒙皮的面外位移表现出不同数量的半波形式;在达到失效载荷时,桁条A的翼缘存在沿Y轴负方向的较大面外位移。从有限元模型提取相关数据,与试验值基本吻合,验证模型的合理性。对上述有限元模型进行非线性理想化误差分析,获得误差较小的有限元模型的控制方法。边界条件和加载方式直接影响典型件的偏心加载情况,是影响典型件压缩强度和失效模式的主要因素;通过焊后热处理提高焊缝强度,对典型件压缩性能无影响;本征模缺陷影响典型件的屈曲模态,具有一定尺寸的几何缺陷和残余应力可以提高典型件的失效载荷,随着几何缺陷尺寸的增大或拉伸残余应力峰值的降低,失效载荷逐渐增大。建立横截面积相等的有限元模型并参数优化,对比相同横截面积的Z型桁条铆接结构、Z型桁条搅拌摩擦焊接结构和L型桁条激光焊接结构,三者的压缩失效载荷较接近,相比于焊接因素,结构因素对压缩失效载荷的影响更大。
姜勇[5]（2020）在《腐蚀环境中钢桥火灾后焊缝疲劳性能研究》文中研究表明近年来随着我国钢结构桥梁的数量不断增加,交通工具运输速度的提升及载荷量的增加,在复杂环境中,服役的钢桥面临的疲劳问题日益突出。现行《公路钢结构桥梁设计规范》中依据构件的连接类型确定相对应的计算参数进行疲劳验算,未细化和明确钢结构受到损伤后对其疲劳性能的影响。钢结构焊接构件除了自身结构的不连续性容易产生应力集中现象,在服役过程中,也不可避免的受到腐蚀及交通意外引起的火灾作用,使得焊接构件出现应力集中及重分布现象,从而对钢结构的疲劳性能产生影响。因此,作为对规范的补充,研究腐蚀及火灾环境下对焊接接头的疲劳寿命的影响,对焊接构件的防护具有重要意义。本文以高性能桥梁钢Q420q D对接焊缝接头为研究对象,从有限元与试验相结合的方式分析了对接焊缝的疲劳性能。通过建立了Q420q D钢板对接焊缝有限元模型,针对焊缝区域存在腐蚀坑、火灾引起的高温作用下,基于S-N曲线的疲劳累计损伤法,对对接焊缝的疲劳寿命进行估算。焊接试件的设计参照相关规范、现有研究及实验设备条件确定,选取2组进行了常温环境下的静力拉伸试验和11组试件疲劳拉伸试验及其相关试验,研究了其基本力学的性能及在各种工况下疲劳性能的变化规律,为既有钢桥寿命评估和待建钢桥疲劳设计提供参考依据。主要工作及成果内容如下:（1）模拟了结构在施焊及火灾引起的高温热处理过程,最终得到了焊接构件热处理前后温度场、应力场随时间的变化以及残余应力的分布特点。（2）建立了焊接构件焊缝在腐蚀环境下形成的点蚀坑模型,研究了不同形状椭球形腐蚀坑的应力集中程度,同时以椭球形点蚀坑开口形状及焊接残余应力为参数,将静力分析结果导入FE-SAFE软件中进行疲劳分析,得到了多参数条件下损伤结构模型的S-N曲线。（3）对钢板焊接构件进行了静力拉伸及焊缝腐蚀、加热处理损伤试验。验证了焊接试件具有较好的力学性能。通过对损伤处理的焊接构件进行疲劳损伤试验,得到了各个工况下应力疲劳寿命曲线,给出了与有限元参数分析对比结果,得出与试验工况下疲劳寿命相一致的参数模型。
甘世明[6]（2020）在《高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力测试研究》文中研究表明变极性等离子弧-熔化极惰性气体保护（Variable Polarity Plasma Arc-Metal Inert Gas,VPPA-MIG）复合焊接方法具有焊接效率高,工艺区间宽和穿透深度大等优点,在厚板高强铝合金焊接中优势明显。该焊接方法为复合热源焊接,电弧能量集中,一次实现厚板焊接,导致焊接接头残余应力分布较为复杂,对安全生产有一定的影响。然而,针对厚板高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力的研究报道极少。本文提出了采用钻孔法和模态试验法相结合的残余测试方法,并获得了7A52高强铝合金VPPA-MIG复合焊接接头残余应力分布特性。研究结果对深入分析高能束复合焊接残余应力分布规律和机理,具有重要的研究意义和应用价值。针对高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力测试和分析需要,建立了由NI数据采集卡、工控计算机、虚拟仪器Lab VIEW、钻孔装置等组成的钻孔法残余应力测试系统,为实现高强铝合金VPPA-MIG复合焊接接头残余应力测量以及测量误差分析提供了保障。此外,建立了由INV 931X系列力锤、INV 9824型ICP加速度传感器、CS3062T0-24位云智慧采集分析仪、DASP模态分析软件等组成的模态试验测量系统,为模态试验法测量焊接残余应力提供了有力支撑。基于钻孔法残余应力测量原理,运用误差传递原理解析了影响残余主应力σ1、σ2和φ角测量精度的误差链。通过7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力误差试验及分析发现,弹性模量误差、贴片误差和应变取值时间误差对残余主应力和φ角的影响较大。结果表明,由弹性模量误差传递到σ1、σ2中的相对误差最大达到5%,可由弹性模量实测值的拟合曲线来实现修正。由贴片误差传递到残余主应力σ1、σ2和φ角中的相对误差在贴片24 h后可忽略,由应变取值时间产生的相对误差在钻孔150 min后降为0。修正钻孔法测量误差后,测得了10 mm 7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接接头的残余应力分布特征。结果表明,接头各区域的应力分布关于焊缝中心基本对称,出现“双峰现象”,且横向残余应力峰值为78.2 MPa,纵向残余应力峰值为223.3 MPa。上述试验结果可为模态试验法测量焊接残余应力奠定基础。采用振动理论分析了模态试验法测量残余应力的机理,获得了7A52铝合金VPPA-MIG复合焊残余应力对固有频率的影响规律。结果表明,焊接残余应力会使固有频率减小,且峰值越大,固有频率减小的幅度越大。通过模态试验发现,由于复合焊接残余应力的存在,固有频率的试验测量值也会降低,且当固有频率的阶次为3阶、4阶和5阶时,试验测量值与理论计算值的差值比较小,得到的固有频率比较可靠,可以用来建立模态试验法测量复合焊接残余应力的数学模型。基于二次多项式拟合,对比分析了第3阶、4阶和5阶固有频率与复合焊接残余应力的拟合判定系数,发现第5阶固有频率与复合焊接残余应力的拟合精度最高,利用第5阶固有频率建立了模态试验法测量复合焊接残余应力的数学模型。依据建立的数学模型,分别测得了6 mm和10 mm 7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力。结果表明,接头各区域的残余应力分布特征与钻孔法测得的结果基本一致。因此,可确定建立的数学模型能够保证模态试验法测量结果的可靠性。采用模态试验法分析了7A52铝合金在VPPA-MIG复合焊接过程中VPPA和MIG两种电弧能量配比对焊接残余应力分布的影响。结果表明,复合焊接残余应力峰值会随VPPA电弧能量配比的提高而增大。在考虑焊缝成形效果的基础上,根据残余应力分布特征优化了7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接参数,选择VPPA电弧能量占比为35%～40%之间的焊接参数时,6 mm和10 mm板材横向残余应力峰值分别不高于73.3MPa与92.0 MPa,纵向残余应力峰值分别不高于231.7 MPa与234.3 MPa,既可以获得成形效果良好的焊缝,也不会出现过高的残余应力峰值。
孙振邦[7]（2020）在《7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接数值模拟及试验研究》文中研究说明变极性等离子弧（Variable polarity plasma arc,VPPA）-MIG复合焊接是针对厚板铝合金材料的一种优质、高效、深熔的焊接技术,该工艺结合了VPPA焊接的高能量密度、强穿透能力以及清理氧化膜作用和MIG焊接的高效率以及易于填充金属的双重优点,同时又弥补了MIG焊接熔深浅、VPPA仅能立焊成形等不足,具有广阔的工业应用前景。目前,对该复合焊接的研究主要集中在工艺方面,而对其物理现象数值模拟的研究未见报道。并且,复合焊接参数多,物理过程复杂,仅通过试验指导焊接工艺不利于推广和应用。本文利用数值模拟技术,通过开发合适的有限元计算模型,进行了铝合金VPPA-MIG复合焊接温度场和应力场的分析。这将有助于复合焊接工艺机理研究以及焊接参数和焊接结构的优化,具有重要的研究意义和应用价值。本研究以中厚板7A52铝合金为研究对象,采用激光导热仪（LAF）和差示扫描量热仪（DSC）测量并分析了7A52铝合金材料的热物理性能,建立了考虑7A52铝合金相变的材料热物理性能参数数据库。针对铝合金VPPA-MIG复合焊接开发了适用的组合式体积热源模型。根据VPPA在不同极性阶段的热源特性,开发了一种变极性热源模型,通过不同功率和不同热源分布参数的两个曲线旋转体热源模型的周期性分时加载来描述VPPA热输入形式。根据MIG焊接焊缝形状特点和传热特性,针对MIG焊接热源开发了考虑熔滴热能和动能的组合体积热源模型。采用高速摄像分析了VPPA-MIG复合焊接热源特性,并在集成以上VPPA和MIG热源模型的基础上,进一步优化了复合焊接热源模型,实现了在不同极性阶段热源间距和MIG热流密度的变化。利用建立的材料热物理性能参数数据库和VPPA-MIG复合热源模型,计算了不同厚度、不同工艺条件的7A52铝合金复合焊接温度场,计算结果（焊缝截面、熔池形貌以及热循环曲线）与试验结果吻合良好。通过计算结果与试验结果对比发现,随着VPPA功率的增大,MIG功率的减小,复合焊接熔深逐渐增加,穿透能力逐渐增强。VPPA-MIG复合焊接熔宽小于MIG焊接熔宽。复合焊接熔宽主要是由MIG所决定的,而VPPA是决定穿透深度的主要因素。通过合理的调整VPPA与MIG的功率比例,优化了不同厚度的7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接工艺,获得了良好的焊缝成形。通过高温拉伸试验确定了不同温度下原始态和软化后7A52铝合金的力学性能,由此建立了铝合金各相的力学性能参数数据库,基于经典LSW理论开发了铝合金材料软化模型,实现了复合焊接中铝合金软化过程的计算,考虑了铝合金焊接接头软化行为对焊接应力的影响。分别运用材料软化模型和传统材料模型对11 mm 7A52铝合金复合焊接应力场进行了计算。计算结果表明,在临近焊缝热影响区,采用材料软化模型计算的残余应力水平较传统材料模型出现不同程度的下降。而在热影响区以外二者的残余应力水平相当。采用X射线衍射法测量了残余应力,与计算结果对比分析发现,运用材料软化模型的计算结果与测量结果吻合的更好,采用开发的材料软化模型提高了复合焊接应力场的计算准确性。模拟分析了7A52铝合金复合焊接在不同填充金属时焊缝残余应力的差异。结果表明,低强匹配较等强匹配的焊缝最大纵向残余拉应力降低了122.1 MPa,最大横向残余应力减小15 MPa。填充5系铝合金有效的降低了焊缝中的应力,减小了裂纹的扩展驱动力,进而可以降低焊缝产生裂纹的倾向。对比研究了不同工艺条件下的残余应力分布情况。研究发现,VPPA-MIG复合焊比传统双层MIG焊的最大纵向残余应力大25.5 MPa,而最大横向残余应力小11.6 MPa。复合焊的拉应力区域比MIG焊减小26.97 mm。在保证良好焊缝成形时,随着VPPA功率的增加,MIG功率的减小,复合焊纵向和横向残余应力及其拉应力区域面积均呈减小趋势。在最佳复合焊接工艺下,纵向残余拉应力峰值为276.8 MPa,横向残余拉应力峰值为32.9 MPa。
李洋[8]（2020）在《焊接空心球节点网架中管-球焊接残余应力的数值模拟与试验研究》文中进行了进一步梳理焊接连接是钢结构构件连接的重要方式。焊接过程复杂,随机性高,涉及材料、力学、化学、电热学等多种学科。焊缝的焊接质量直接影响结构的工作性与安全性。焊接过程中,不均匀的温度场作用于焊接结构,其在冷却后会在结构内部产生较大的焊接残余应力及焊接残余变形。这对钢结构的使用性能尤其是疲劳性能是极为不利的。所以,钢结构内部焊接残余应力的大小及分布是非常重要的。本文依托国家自然科学基金项目（51578357）,研究内容、研究方法及研究成果如下:1、从基本概念出发阐述了焊接残余应力的产生机理及影响因素。并详细介绍了焊接残余应力对结构的影响。2、应用VISUAL Environment焊接模拟软件对3种尺寸的焊接空心球节点M1（D400×10mm,Φ159×8mm）、M2（D200×8mm,Φ48×3.5mm）、M3（D900×45mm,Φ300×25mm）温度场和应力场进行了有限元分析,得到焊缝处温度场和残余应力场结果,以及沿球面焊趾、管面焊趾的残余应力分布曲线。3、盲孔法对GQ6-3、GQ6-4、GQ6-5三个焊接空心球节点管-球对接焊缝球面焊趾和管面焊趾处的48个测点焊接残余应力进行测定。理论和试验标定对比计算了本次试验选取的应变片的应变释放系数。通过Scara-Mangas经验公式对计算得到的球面径向、环向焊接残余应力进行塑性修正,最终得到焊接残余应力分布曲线。并与有限元计算结果进行了对比分析,得到焊接空心球节点球面焊趾和管面焊趾残余应力数值大小和分布规律。对部分计算焊接残余应力超过钢材屈服强度的原因进行了分析。本文结合已有焊接空心球节点疲劳试验结果,研究分析了焊接残余应力对疲劳强度的影响机理。研究成果为国家规范疲劳条文的修订以及工程设计提供了参考依据。
肖茂[9]（2020）在《转向架侧梁焊接残余应力与变形仿真分析》文中进行了进一步梳理焊接过程中存在着较大的局部热输入以及随后的快速冷却,焊缝附近会出现塑性应变形成的残余应力及变形,而残余应力及变形对焊接疲劳强度和装配精度等都会造成影响。当前焊接应力及变形研究方法主要有解析法、试验法和数值方法,数值方法由于其适用性和效率高等特点成为主要的研究方法。本文基于数值方法研究了冷源参数对随焊激冷效果的影响,比较了分段移动双椭球热源模型和焊接移动分段热源模型的计算精度和计算时间,并对构架侧梁焊接方向与焊接顺序对残余应力及变形的影响做了研究。采用数值方法研究了冷却距离、冷却强度和冷却范围对随焊激冷效果的影响,结果表明随焊激冷能明显的降低焊接残余应力与变形。纵向应力随冷却距离的降低而降低,冷却距离为24 mm时降低变形明显,当冷却距离为48 mm和72 mm时,已不能降低残余变形。纵向应力和变形都随冷却强度的升高而降低。纵向应力随冷源长度的升高而降低,但不同冷源长度对变形的影响效果几乎一致。比较了两种分段热源模型的效率和精度,结果表明两种分段热源模型都能在保留一定精度的情况下提高计算效率。分段数对残余应力预测的影响较小,当分段数为1时应力预测就有较高的精度,当分段数不为1时分段连接处会出现应力波动。分段数对残余变形预测精度影响较大,分段数越大,残余变形预测结果越准确。在计算精度和计算效率上分段移动双椭球热源模型均要高于焊接移动分段热源模型。最后将分段移动双椭球热源模型应用于构架侧梁焊接模拟,以探究不同焊接顺序和焊接方向对构架侧梁残余应力及变形的影响。通过对构架侧梁的焊接仿真分析认为,横向变形是侧梁变形的主要形式,其次是垂向变形,纵向变形对总体变形的影响最小。对构架侧梁的三个焊接顺序方案分析表明不同焊接顺序下的方案2（先焊对角两焊缝）能最大的降低残余应力及变形,相较于方案3（先焊两立板）最大等效残余变形减小了62%。对构架侧梁的三个焊接方向方案分析表明不同焊接方向下的方案3（从两端向中间焊）能最大地降低残余应力,方案2（从中间向两端焊）能最大降低残余变形,相较于方案1（从左向右焊）最大等效残余变形减小了56.7%。因此在设计构架侧梁焊接工艺时,应仔细设计焊接顺序和焊接方向。
丁湘泽[10]（2020）在《考虑残余应力影响的钢桥焊接结构疲劳总寿命预测方法研究》文中认为由于长期承受交通荷载的反复作用,对钢桥焊接结构疲劳寿命的研究具有重要的实际意义。随着新型智能化焊接技术在钢桥建设中的广泛应用,焊接初始缺陷得到有效消除,包含裂纹萌生阶段的钢桥焊接结构疲劳总寿命评估更符合工程需求,为此本文提出了一种结合临界距离法与断裂力学理论的钢桥焊接结构疲劳总寿命预测方法。同时,考虑到焊接残余应力对疲劳裂纹萌生和扩展寿命有显着影响,本文在三维有限元分析残余应力分布的基础上,将残余应力的影响纳入疲劳总寿命预测程序。主要研究工作及结论如下:（1）以钢桥不等厚板对接接头和非承载十字接头为研究对象,通过三维有限元动态模拟焊接过程,得到了焊接温度场和应力场分布结果,并利用相关试验测试结果验证了模拟方法的有效性,给出了焊趾处横向残余应力的空间分布规律。（2）根据疲劳失效准则,推导证明了临界距离理论适用于疲劳裂纹萌生寿命分析,给出了基于临界距离理论求解裂纹萌生疲劳缺口系数的方法,并在此基础上计算裂纹萌生有效应力集中系数。以裂纹萌生有效应力集中系数考虑残余应力的影响,对两种焊接接头的裂纹萌生寿命进行了预测。通过对比考虑与不考虑残余应力两种情况下的萌生寿命预测结果,定量分析了残余应力对萌生寿命的影响。（3）基于断裂力学理论,提出了按瞬态裂纹尺寸修正裂纹应力强度因子的方法,采用权函数法求解残余应力强度因子,结合裂纹扩展速率模型对两种焊接接头的扩展寿命进行了预测。根据残余应力强度因子沿裂纹深度的分布规律,研究了残余应力对扩展寿命的影响。通过对修正参数的分析,讨论了瞬态裂纹尺寸对疲劳裂纹扩展的影响。（4）将萌生寿命和扩展寿命叠加得到预测疲劳总寿命,并利用疲劳试验结果验证了本文疲劳总寿命预测方法的准确性。根据疲劳总寿命预测结果,给出了两种焊接接头的应力-总寿命曲线,并针对预测方法的适用性及残余应力对总寿命的影响进行了评价。通过分析萌生寿命和扩展寿命所占总寿命的比例,说明了疲劳寿命评估时萌生寿命不能忽略不计。
二、焊接应力对平接头强度的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、焊接应力对平接头强度的影响（论文提纲范文）
（1）复杂环境与应力场作用下钢桥焊接接头疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 钢桥疲劳研究现状 |
| 1.2.1 钢桥疲劳研究进展 |
| 1.2.2 疲劳寿命评估方法 |
| 1.3 钢桥腐蚀研究现状 |
| 1.3.1 腐蚀破坏类型 |
| 1.3.2 腐蚀影响因素 |
| 1.3.3 腐蚀预测模型 |
| 1.3.4 腐蚀试验研究 |
| 1.4 钢桥腐蚀疲劳研究现状 |
| 1.4.1 腐蚀疲劳定义 |
| 1.4.2 腐蚀疲劳破坏机理 |
| 1.4.3 腐蚀疲劳影响因素 |
| 1.5 火灾高温后残余应力研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 焊接过程有限元分析理论 |
| 2.1 焊接过程有限元分析的特点 |
| 2.2 焊接有限元模型的简化 |
| 2.3 焊接温度场分析计算的基本理论 |
| 2.3.1 传热学经典理论 |
| 2.3.2 焊接温度场的基本方程 |
| 2.3.3 非线性瞬态温度场热传导的有限元求解 |
| 2.4 焊接应力与变形场分析的基本理论 |
| 2.4.1 屈服准则 |
| 2.4.2 流动准则 |
| 2.4.3 强化准则 |
| 2.4.4 热弹塑性理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 焊接接头温度场与应力场数值分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试件设计 |
| 3.3 有限元模型建立 |
| 3.3.1 建立三维几何模型 |
| 3.3.2 给定材料性能参数 |
| 3.3.3 单元选择与网格划分 |
| 3.3.4 移动热源选取与施加 |
| 3.3.5 采用生死单元技术 |
| 3.4 焊接热-应力耦合场有限元分析 |
| 3.4.1 瞬态温度场分析 |
| 3.4.2 焊接应力场分析 |
| 3.5 焊后火灾高温处理对焊接热-应力耦合场的影响 |
| 3.5.1 焊后火灾高温荷载施加 |
| 3.5.2 焊后火灾高温处理对温度场的影响 |
| 3.5.3 焊后火灾高温处理对应力场的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 焊接接头疲劳寿命有限元分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 腐蚀坑模型静力有限元分析 |
| 4.2.1 腐蚀坑的形成机理及其形貌探究 |
| 4.2.2 腐蚀坑有限元模型建立 |
| 4.2.3 有限元计算结果分析 |
| 4.3 FE-SAFE疲劳寿命分析 |
| 4.3.1 FE-SAFE软件介绍 |
| 4.3.2 FE-SAFE疲劳分析过程 |
| 4.3.3 不同工况下的疲劳寿命结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 复杂环境与应力场作用下焊接接头疲劳试验研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 试验概况 |
| 5.2.1 材性拉伸试验 |
| 5.2.2 加速腐蚀试验 |
| 5.2.3 火灾高温试验 |
| 5.3 疲劳试验 |
| 5.3.1 试验设备及加载方案 |
| 5.3.2 试验现象及结果 |
| 5.4 试验结果分析与讨论 |
| 5.4.1 S-N曲线拟合 |
| 5.4.2 疲劳断口分析 |
| 5.4.3 疲劳损伤分析 |
| 5.4.4 对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）不锈钢轨道客车侧墙无痕激光焊接接头服役性能和失效行为研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 奥氏体不锈钢的激光焊接性能及焊缝金属的热裂敏感性 |
| 1.2.1 奥氏体不锈钢焊缝金属的平衡凝固模式 |
| 1.2.2 奥氏体不锈钢焊缝金属的快速冷却凝固模式 |
| 1.2.3 奥氏体不锈钢激光焊接金属的热裂敏感性 |
| 1.2.4 301LN激光焊缝凝固模式的研究进展 |
| 1.3 激光焊接数值模拟研究进展 |
| 1.3.1 焊接温度场模拟 |
| 1.3.2 焊接应力应变场模拟 |
| 1.4 搭接激光焊接接头静力学性能研究进展 |
| 1.4.1 静拉伸性能及断裂模式 |
| 1.4.2 静拉伸有限元数值分析 |
| 1.5 搭接激光焊接接头疲劳特性及寿命预测的研究进展 |
| 1.5.1 疲劳性能及断裂模式 |
| 1.5.2 焊接残余应力和变形对疲劳性能的影响 |
| 1.5.3 疲劳寿命预测方法 |
| 1.6 目前研究存在的问题 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 2 焊接试件制备及试验方法 |
| 2.1 试验材料及焊接试件制备 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试件制备 |
| 2.2 焊接接头组织性能表征 |
| 2.3 焊接残余应力和变形测定 |
| 2.4 焊接接头力学性能测定 |
| 2.4.1 静拉伸试验 |
| 2.4.2 疲劳试验 |
| 2.5 断裂分析和有限元分析 |
| 3 301LN激光焊缝凝固组织和热裂敏感性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光焊缝微观组织及凝固模式 |
| 3.2.1 对接激光焊缝微观组织及凝固模式 |
| 3.2.2 搭接非熔透激光焊缝微观组织及凝固模式 |
| 3.3 激光焊缝凝固模式和热裂敏感性分析 |
| 3.4 激光焊缝的抗拉强度和断裂分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 搭接非熔透激光焊接接头静力学性能及增强方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 搭接激光焊接接头静力学性能 |
| 4.2.1 焊接接头几何结构及硬度分布 |
| 4.2.2 静拉伸性能及断裂模式 |
| 4.3 搭接激光焊接接头静拉伸有限元分析 |
| 4.3.1 有限元模型建立 |
| 4.3.2 静拉伸试件的塑性应变分析 |
| 4.3.3 焊缝界面宽度对断裂延展性的影响 |
| 4.4 搭接非熔透激光焊接接头静力学性能增强方法 |
| 4.4.1 倾斜焊缝的制备 |
| 4.4.2 静拉伸性能对比 |
| 4.4.3 静拉伸断裂分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 搭接激光焊接残余应力和变形研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 焊接模拟的理论基础 |
| 5.2.1 焊接温度场模拟理论 |
| 5.2.2 焊接应力场模拟理论 |
| 5.2.3 焊接有限元分析步骤 |
| 5.3 热-弹塑性有限元模型 |
| 5.3.1 几何模型及网格划分 |
| 5.3.2 热物理性能参数 |
| 5.3.3 热源模型 |
| 5.3.4 初始条件和边界条件 |
| 5.3.5 搭接界面接触约束 |
| 5.4 搭接激光焊接温度场 |
| 5.5 搭接激光焊接残余应力 |
| 5.5.1 残余应力测量 |
| 5.5.2 熔透率对焊接残余应力的影响 |
| 5.6 搭接激光焊接角变形 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 搭接激光焊接接头疲劳性能及断裂分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 搭接激光焊接接头的疲劳极限 |
| 6.3 搭接激光焊接接头的疲劳曲线 |
| 6.3.1 板厚对疲劳曲线的影响 |
| 6.3.2 熔透率对疲劳曲线的影响 |
| 6.4 搭接激光焊接接头的疲劳断裂模式 |
| 6.4.1 非熔透焊缝等厚板焊接接头的疲劳断裂 |
| 6.4.2 非熔透焊缝非等厚板焊接接头的疲劳断裂 |
| 6.4.3 熔透焊缝非等厚板焊接接头的疲劳断裂 |
| 6.5 残余应力对疲劳性能和断裂模式的影响 |
| 6.5.1 有限元模型建立 |
| 6.5.2 残余应力对低载荷幅疲劳性能和断裂模式的影响 |
| 6.5.3 残余应力对高载荷幅疲劳性能和断裂模式的影响 |
| 6.6 搭接激光焊接接头的疲劳寿命预测 |
| 6.6.1 有限元模型建立 |
| 6.6.2 网格不敏感性结构应力计算 |
| 6.6.3 焊接角变形对疲劳断裂的影响 |
| 6.6.4 基于等效结构应变法的疲劳寿命预测 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）TiAl基合金与镍基高温合金激光焊研究与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 TiAl基合金同质材料研究进展 |
| 1.2.1 熔化焊 |
| 1.2.2 固相焊 |
| 1.2.3 钎焊 |
| 1.3 TiAl基合金与Ni基高温合金的连接进展 |
| 1.4 激光焊模拟过程 |
| 1.4.1 有限元热源模型的发展过程 |
| 1.4.2 激光焊接模拟研究现状 |
| 1.4.3 目前存在的问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 母材 |
| 2.1.2 中间层材料 |
| 2.2 试验设备及方法 |
| 2.2.1 激光焊接设备 |
| 2.2.2 接头宏观、微观组织分析 |
| 2.2.3 接头力学性能 |
| 第3章 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的微观组织特点 |
| 3.1 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的宏观组织结构 |
| 3.2 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的微观组织 |
| 3.3 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头力学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 中间层对TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的影响 |
| 4.1 采用单一中间层的TiAl/Ni基高温合金激光焊 |
| 4.1.1 激光焊接头的宏/微观组织结构 |
| 4.1.2 激光焊接头的力学性能 |
| 4.1.2.1 接头显微硬度分布 |
| 4.1.2.2 接头拉伸性能 |
| 4.2 采用复合中间层的TiAl/Ni基高温合金激光焊 |
| 4.2.1 接头宏观组织 |
| 4.2.2 接头微观组织 |
| 4.2.3 激光焊接头的力学性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的数值模拟 |
| 5.1 温度场有限元模型的建立 |
| 5.1.1 材料热物理性能参数 |
| 5.1.2 有限元模型绘制与网格划分 |
| 5.1.3 边界条件与加载 |
| 5.2 应力场有限元模型的建立 |
| 5.2.1 材料力学性能参数 |
| 5.2.2 热-应力耦合分析过程 |
| 5.2.3 边界条件与加载 |
| 5.3 不加中间层模拟结果与分析 |
| 5.3.1 不加中间层焊接温度场模拟结果分析 |
| 5.3.2 不加中间层焊接应力模拟结果分析 |
| 5.4 采用单一中间层模拟结果与分析 |
| 5.4.1 采用单一中间层焊接温度场模拟结果分析 |
| 5.4.2 采用单一中间层焊接应力场模拟结果分析 |
| 5.5 采用复合中间层模拟结果与分析 |
| 5.5.1 采用复合中间层焊接温度场模拟结果分析 |
| 5.5.2 采用复合中间层焊接应力模拟结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）铝锂合金蒙皮桁条T型结构激光焊接特性和压缩屈曲行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 轻量化材料和结构连接技术在飞机制造业中的应用 |
| 1.2.1 铝锂合金在飞机制造业中的应用 |
| 1.2.2 双侧激光同步焊接技术在飞机制造业中的应用 |
| 1.3 铝合金及铝锂合金双侧激光同步焊接技术的研究现状 |
| 1.4 常见机身壁板结构及其典型结构压缩屈曲行为研究现状 |
| 1.4.1 常见机身壁板结构形式 |
| 1.4.2 典型结构压缩屈曲失稳特点 |
| 1.4.3 典型结构压缩屈曲试验研究现状 |
| 1.4.4 典型结构压缩屈曲有限元分析研究现状 |
| 1.4.5 基于ABAQUS有限元软件的结构屈曲分析方法 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料和方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备及方法 |
| 2.2.1 试验设备 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 2.3 特征件组织分析及性能测试 |
| 2.3.1 显微组织分析 |
| 2.3.2 扫描电镜组织的图像处理 |
| 2.3.3 性能测试 |
| 2.4 特征件和典型件焊接变形测试分析方法 |
| 2.4.1 特征件焊接变形测量方法及测试设备 |
| 2.4.2 典型件焊接变形测量方法及测试设备 |
| 2.4.3 焊接变形数据处理方法 |
| 2.5 典型件压缩性能测试分析方法 |
| 2.5.1 典型件试验前准备工作及测试设备 |
| 2.5.2 面内应变分析方法 |
| 2.5.3 面外位移分析方法 |
| 第3章 铝锂合金T型接头激光焊接成形及变形特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工艺参数对T型接头特征件焊缝成形的影响 |
| 3.2.1 光束间距对特征件焊缝成形的影响 |
| 3.2.2 点固工艺对特征件焊缝成形的影响 |
| 3.3 点固工艺对T型接头焊接变形的影响 |
| 3.3.1 点固工艺对单桁条长焊缝特征件焊接变形的影响 |
| 3.3.2 点固工艺对三桁条短焊缝典型件焊接变形的影响 |
| 3.4 焊接顺序对四桁条长焊缝典型件焊接变形的影响 |
| 3.5 四桁条长焊缝典型件焊接工装夹具设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 焊后热处理对铝锂合金T型接头组织及力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热处理工艺参数选择 |
| 4.3 焊后热处理对T3 态铝锂合金T型接头组织性能的影响 |
| 4.3.1 焊后热处理对T3 态铝锂合金T型接头横向拉伸性能的影响 |
| 4.3.2 焊后热处理对T3 态铝锂合金T型接头显微硬度的影响 |
| 4.3.3 焊后热处理对T3 态铝锂合金显微组织的影响及强化机制分析 |
| 4.4 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头组织性能的影响 |
| 4.4.1 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头横向拉伸性能的影响 |
| 4.4.2 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头显微硬度的影响 |
| 4.4.3 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头显微组织的影响 |
| 4.4.4 焊后热处理对T8 态铝锂合金接头强化机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 铝锂合金激光焊接典型件压缩屈曲试验及有限元分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铝锂合金激光焊接典型件压缩性能测试夹具设计 |
| 5.3 典型件压缩屈曲试验前的系统校准 |
| 5.4 铝锂合金激光焊接对称典型件压缩屈曲试验测试结果 |
| 5.4.1 对称典型件压缩失效载荷及最终破坏形式 |
| 5.4.2 对称典型件压缩载荷下面内应变 |
| 5.4.3 对称典型件压缩载荷下面外位移 |
| 5.4.4 对称典型件压缩屈曲失效机制 |
| 5.5 铝锂合金激光焊接对称典型件压缩屈曲有限元模型建立 |
| 5.5.1 网格划分及边界条件 |
| 5.5.2 材料属性 |
| 5.5.3 特征值屈曲分析及后屈曲分析 |
| 5.6 对称典型件压缩屈曲有限元分析结果与讨论 |
| 5.6.1 对称典型件失效载荷的模拟结果与试验结果对比分析 |
| 5.6.2 对称典型件面内应变的模拟结果与试验结果对比分析 |
| 5.6.3 对称典型件面外位移的模拟结果与试验结果对比分析 |
| 5.6.4 框架与角片对典型件压缩性能的影响 |
| 5.7 非对称典型件压缩屈曲试验与模拟结果对比分析 |
| 5.7.1 非对称典型件失效载荷的试验与模拟结果对比分析 |
| 5.7.2 非对称典型件面内应变的试验与模拟结果对比分析 |
| 5.7.3 非对称典型件面外位移的试验与模拟结果对比分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 典型件压缩屈曲理想化误差分析及结构设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 对称典型件压缩屈曲非线性理想化误差分析 |
| 6.2.1 误差源分析 |
| 6.2.2 网格密度的非线性理想化误差 |
| 6.2.3 材料参数离散的非线性理想化误差 |
| 6.2.4 边界条件的非线性理想化误差 |
| 6.2.5 加载方式的非线性理想化误差 |
| 6.2.6 几何缺陷的非线性理想化误差 |
| 6.2.7 残余应力的非线性理想化误差 |
| 6.2.8 总体误差分析 |
| 6.3 典型件压缩屈曲的结构设计比较 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得创新性成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）腐蚀环境中钢桥火灾后焊缝疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 腐蚀疲劳研究现状 |
| 1.3 高温后焊接残余应力研究现状 |
| 1.4 残余应力对焊缝疲劳性能的影响研究 |
| 1.5 本文研究的内容及技术路线 |
| 第二章 焊接构件疲劳分析及腐蚀损伤理论基础 |
| 2.1 焊接接头疲劳寿命评估基本方法 |
| 2.1.1 S-N曲线法 |
| 2.1.2 断裂力学法 |
| 2.1.3 连续损伤力学法 |
| 2.2 焊接有限元热分析理论 |
| 2.2.1 焊接传热基本方式 |
| 2.2.2 焊接温度场分析理论 |
| 2.2.3 焊接残余应力分析原理 |
| 2.2.4 .弹-塑性有限元原理 |
| 2.3 海洋环境下钢结构腐蚀机理 |
| 2.3.1 电化学腐蚀机理 |
| 2.3.2 人工模拟加速腐蚀试验 |
| 2.3.3 腐蚀预测模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 焊接温度场及应力场数值分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 建立有限元模型 |
| 3.2.1 几何模型 |
| 3.2.2 定义单元类型 |
| 3.2.3 材料属性 |
| 3.2.4 网格划分 |
| 3.3 热源模型的选取与施加 |
| 3.3.1 常用热源模型 |
| 3.3.2 确定热源参数 |
| 3.4 温度场荷载的施加及结果分析 |
| 3.4.1 温度场荷载施加及边界条件 |
| 3.4.2 焊接温度场的分布 |
| 3.4.3 焊接温度时间历程 |
| 3.5 应力场荷载的施加及结果分析 |
| 3.5.1 应力场荷载的施加及边界条件 |
| 3.5.2 应力场的结果分析 |
| 3.6 焊后热处理对焊缝温度场及应力场的影响 |
| 3.6.1 焊后热处理温度场分析 |
| 3.6.2 焊后热处理应力场分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 平板对接焊缝疲劳寿命有限元分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 腐蚀坑模型静力有限元分析 |
| 4.2.1 点蚀坑的形成机理 |
| 4.2.2 点蚀坑有限元模型建立 |
| 4.2.3 有限元计算结果 |
| 4.2.4 热点应力集中系数 |
| 4.3 基于ANSYS/FE-SAFE疲劳分析 |
| 4.3.1 FE-SAFE软件介绍 |
| 4.3.2 FE-SAFE疲劳分析过程 |
| 4.3.3 疲劳分析结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 腐蚀环境中钢桥火灾后焊缝疲劳性能试验 |
| 5.0 概述 |
| 5.1 试验概况 |
| 5.1.1 试件设计及制作 |
| 5.1.2 加速腐蚀试验 |
| 5.1.3 火灾模型试验 |
| 5.1.4 材料拉伸试验 |
| 5.2 疲劳拉伸试验 |
| 5.2.1 疲劳试验装置 |
| 5.2.2 疲劳试验方法 |
| 5.3 疲劳试验结果及断口分析 |
| 5.3.1 疲劳试验结果 |
| 5.3.2 断口分析 |
| 5.3.3 有限结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力测试研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 铝合金的焊接方法及其存在的问题 |
| 1.2.1 铝合金单一焊接方法 |
| 1.2.2 铝合金复合焊接方法 |
| 1.3 残余应力研究方法概述 |
| 1.3.1 焊接残余应力测试方法概述 |
| 1.3.2 焊接残余应力数值模拟方法概述 |
| 1.3.3 模态试验法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 试验方法与设备 |
| 2.1 焊接试验设备 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 基于钻孔法的残余应力测试系统 |
| 2.3.1 硬件结构 |
| 2.3.2 软件结构 |
| 2.4 模态试验测量系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 钻孔法测量VPPA-MIG复合焊接残余应力及误差分析 |
| 3.1 钻孔法测量原理 |
| 3.2 误差传递分析 |
| 3.2.1 误差传递理论分析 |
| 3.2.2 测量误差链 |
| 3.3 试验结果及分析 |
| 3.3.1 弹性模量误差分析 |
| 3.3.2 贴片误差分析 |
| 3.3.3 应变取值时间误差分析 |
| 3.3.4 VPPA-MIG复合焊接残余应力测量结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 模态试验法测量焊接残余应力原理及其应用 |
| 4.1 模态试验法测量原理 |
| 4.2 焊接残余应力及其分布 |
| 4.2.1 焊接残余应力产生机理及影响因素 |
| 4.2.2 焊接残余应力的分布 |
| 4.3 拟合焊接残余应力与固有频率的关系 |
| 4.3.1 数据拟合原理 |
| 4.3.2 残余应力与固有频率拟合过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 VPPA-MIG复合焊接残余应力模态试验法测量的数学建模 |
| 5.1 模态试验法测量VPPA-MIG复合焊接残余应力理论分析 |
| 5.1.1 理论解析VPPA-MIG复合焊接残余应力与固有频率的关系 |
| 5.1.2 模态试验验证 |
| 5.2 模态试验法测量复合焊接残余应力的数学建模及过程 |
| 5.2.1 获取不同模态的铝合金VPPA-MIG复合焊件 |
| 5.2.2 测量不同模态下铝合金VPPA-MIG复合焊件固有频率 |
| 5.2.3 测量不同模态下铝合金VPPA-MIG复合焊件残余应力 |
| 5.2.4 拟合铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力与固有频率的关系 |
| 5.3 模态试验法可靠性验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 复合热源能量配比对VPPA-MIG复合焊接残余应力分布的影响 |
| 6.1 设置不同能量配比焊接参数 |
| 6.2 不同能量配比对复合焊接残余应力分布的影响 |
| 6.2.1 能量配比对复合焊接残余应力分布的影响 |
| 6.2.2 根据残余应力优化VPPA-MIG复合焊接参数 |
| 6.3 VPPA-MIG复合焊接与单MIG焊接残余应力对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果 |
| 个人简历 |
（7）7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接数值模拟及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 等离子-MIG复合焊接工艺研究 |
| 1.2.1 同轴式Plasma-MIG复合焊接工艺 |
| 1.2.2 旁轴式Plasma-MIG复合焊接工艺 |
| 1.3 复合热源焊接数值模拟研究进展 |
| 1.3.1 等离子弧焊接数值模拟研究 |
| 1.3.2 MIG焊接数值模拟研究 |
| 1.3.3 复合焊接数值模拟研究 |
| 1.4 焊接数值分析的相关软件 |
| 1.5 存在的不足 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第二章 焊接有限元模拟与试验方法 |
| 2.1 有限元分析方法 |
| 2.1.1 有限元分析理论 |
| 2.1.2 有限元求解方法 |
| 2.1.3 有限元分析的步骤 |
| 2.2 焊接温度场有限元分析 |
| 2.3 焊接应力场分析理论 |
| 2.3.1 屈服准则 |
| 2.3.2 流动准则 |
| 2.3.3 强化准则 |
| 2.4 SYSWELD软件及二次开发 |
| 2.4.1 SYSWELD软件介绍 |
| 2.4.2 SYSWELD软件二次开发 |
| 2.5 试验材料及设备 |
| 2.5.1 试验材料 |
| 2.5.2 焊接系统及检测分析系统 |
| 2.5.3 材料性能及组织分析 |
| 2.5.4 力学性能及残余应力检测 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 铝合金VPPA-MIG复合焊接热源模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 7A52铝合金的热物理性能 |
| 3.3 VPPA-MIG复合焊接热源特性 |
| 3.3.1 VPPA热源特性 |
| 3.3.2 MIG热源特性 |
| 3.3.3 VPPA-MIG复合热源特性 |
| 3.4 VPPA-MIG复合焊接热源模型的建立 |
| 3.4.1 VPPA焊接热源模型 |
| 3.4.2 MIG焊接热源模型 |
| 3.4.3 VPPA-MIG复合焊接热源模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 铝合金VPPA-MIG复合焊接温度场数值分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 温度场的有限元模型建立 |
| 4.2.1 控制方程 |
| 4.2.2 边界条件 |
| 4.2.3 几何模型及网格划分 |
| 4.3 温度场的计算结果 |
| 4.3.1 VPPA焊接温度场 |
| 4.3.2 MIG焊接温度场 |
| 4.3.3 VPPA-MIG复合焊接温度场 |
| 4.4 厚板铝合金VPPA-MIG复合焊接温度场特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 铝合金VPPA-MIG复合焊接应力场计算模型 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 7A52铝合金焊接接头软化行为 |
| 5.2.1 复合焊接接头力学性能分析 |
| 5.2.2 复合焊接接头微观组织分析 |
| 5.3 7A52铝合金的软化行为 |
| 5.4 7A52铝合金软化模型的建立 |
| 5.4.1 原始态7A52铝合金的高温力学性能 |
| 5.4.2 软化后7A52铝合金的高温力学性能 |
| 5.4.3 软化模型的建立 |
| 5.4.4 软化相的计算结果 |
| 5.5 焊接应力场有限元模型建立 |
| 5.5.1 热-弹-塑性有限元法 |
| 5.5.2 计算应力场的边界条件 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力数值分析及测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 复合焊接残余应力计算结果 |
| 6.3 残余应力的测量及计算结果验证 |
| 6.3.1 X射线衍射法测量残余应力 |
| 6.3.2 复合焊接残余应力的验证 |
| 6.4 铝合金VPPA-MIG复合焊接应力场演变 |
| 6.4.1 纵向应力分布 |
| 6.4.2 横向应力分布 |
| 6.5 不同填充金属对残余应力的影响 |
| 6.6 不同工艺条件对残余应力的影响 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（8）焊接空心球节点网架中管-球焊接残余应力的数值模拟与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文主要符号及术语 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 残余应力的概念 |
| 1.3 焊接残余应力的相关概念 |
| 1.3.1 焊接残余应力 |
| 1.3.2 焊接残余应力产生机理 |
| 1.3.3 焊接残余应力的分类 |
| 1.3.4 影响焊接残余应力的因素 |
| 1.4 焊接残余应力对钢焊接结构的影响 |
| 1.5 残余应力与焊接残余应力研究现状 |
| 1.6 焊接空心球节点特性 |
| 1.7 本文研究的主要内容及意义 |
| 第2章 焊接残余应力测定方法与消除 |
| 2.1 焊接残余应力测定方法概况 |
| 2.2 有损检测的机械测定法 |
| 2.2.1 钻孔法与盲孔法 |
| 2.2.2 破坏性的应力释放法 |
| 2.3 无损检测的物理测定法 |
| 2.3.1 X射线衍射法 |
| 2.3.2 磁性测定法 |
| 2.3.3 其他无损检测法 |
| 2.4 焊接残余应力测定方法的比较 |
| 2.5 焊接残余应力测试技术的发展方向 |
| 2.6 焊接残余应力的消除 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于VISUAL ENVIRONMENT的焊接残余应力数值模拟 |
| 3.1 有限元数值模拟的主要过程 |
| 3.2 有限元方法的验证 |
| 3.3 有限元模型的建立 |
| 3.3.1 管-球连接节点有限元模型假定 |
| 3.3.2 单元网格划分 |
| 3.3.3 单元网格分组 |
| 3.4 焊接热源模型 |
| 3.5 焊接前处理 |
| 3.5.1 材料属性 |
| 3.5.2 焊接工艺参数设置 |
| 3.6 焊接温度场的计算和分析 |
| 3.6.1 焊接过程中温度场分布云图 |
| 3.6.2 沿焊缝中心线的温度变化曲线 |
| 3.7 焊接应力场的计算与分析 |
| 3.7.1 焊接过程应力分布云图 |
| 3.7.2 焊接残余应力分布曲线 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 盲孔法测定焊接空心球节点焊接残余应力 |
| 4.1 管-球连接节点规格 |
| 4.2 试验内容及方法选取 |
| 4.3 盲孔法测定焊接残余应力的原理 |
| 4.4 试验方案简述 |
| 4.4.1 试验条件及试件参数 |
| 4.4.2 测点的选择与布置 |
| 4.4.3 应变片的选择与粘贴 |
| 4.4.4 静态应变测量分析系统 |
| 4.5 试验具体操作过程 |
| 4.6 盲孔法试验操作过程中的注意事项 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 焊接空心球节点焊接残余应力计算与分布 |
| 5.1 应变释放系数 |
| 5.1.1 应变释放系数简介 |
| 5.1.2 应变释放系数A、B的计算 |
| 5.1.3 应变释放系数的试验标定 |
| 5.2 试验原始数据 |
| 5.3 试验结果及数据分析 |
| 5.3.1 构件焊接残余应力的计算结果 |
| 5.3.2 计算结果的塑性修正 |
| 5.3.3 焊接残余应力曲线 |
| 5.4 试验结果与有限元仿真的对比分析 |
| 5.5 部分计算焊接残余应力超过钢材屈服强度的原因分析 |
| 5.6 考虑残余应力的疲劳设计方法 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）转向架侧梁焊接残余应力与变形仿真分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 焊接应力与变形预测的研究现状 |
| 1.3 焊接数值模拟难点 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 焊接数值模拟理论基础 |
| 2.1 焊接热过程特征 |
| 2.2 传热学理论 |
| 2.3 热传导微分方程及边界条件 |
| 2.4 焊接温度场的有限元理论 |
| 2.5 焊接应力与变形基本理论 |
| 2.5.1 屈服准则 |
| 2.5.2 流动准则 |
| 2.5.3 强化准则 |
| 2.5.4 应力应变关系 |
| 2.5.5 平衡方程 |
| 2.6 热源模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 T型接头随焊激冷参数影响分析 |
| 3.1 随焊激冷法 |
| 3.2 有限元模型 |
| 3.2.1 网格划分 |
| 3.2.2 材料参数 |
| 3.3 焊接温度场分析 |
| 3.4 冷却距离对随焊激冷效果影响 |
| 3.4.1 冷却距离对温度场的影响 |
| 3.4.2 冷却距离对残余应力的影响 |
| 3.4.3 冷却距离对残余变形的影响 |
| 3.5 冷却强度对随焊激冷效果影响 |
| 3.5.1 冷却强度对温度场的影响 |
| 3.5.2 冷却强度对残余应力的影响 |
| 3.5.3 冷却强度对残余变形的影响 |
| 3.6 冷却范围对随焊激冷效果影响 |
| 3.6.1 冷却范围对温度场的影响 |
| 3.6.2 冷却范围对残余应力的影响 |
| 3.6.3 冷却范围对残余变形的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 分段热源模型研究及应用 |
| 4.1 分段移动双椭球热源模型 |
| 4.2 焊接移动分段热源模型 |
| 4.3 数值验证 |
| 4.3.1 有限元模型 |
| 4.3.2 温度场分析 |
| 4.3.3 应力分析 |
| 4.3.4 变形分析 |
| 4.4 计算效率对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 转向架侧梁焊接顺序及方向的影响 |
| 5.1 侧梁有限元模型 |
| 5.2 焊接顺序对侧梁焊接残余应力及变形的影响 |
| 5.2.1 分段热源温度场 |
| 5.2.2 焊接顺序对残余应力的影响 |
| 5.2.3 焊接顺序对残余变形的影响 |
| 5.3 焊接方向对侧梁焊接残余应力及变形的影响 |
| 5.3.1 焊接方向对残余应力的影响 |
| 5.3.2 焊接方向对残余变形的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目 |
| 学位论文数据集 |
（10）考虑残余应力影响的钢桥焊接结构疲劳总寿命预测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 钢桥焊接结构疲劳寿命研究现状 |
| 1.2.1 名义应力法 |
| 1.2.2 临界距离理论 |
| 1.2.3 断裂力学方法 |
| 1.3 焊接残余应力研究现状 |
| 1.3.1 焊接残余应力分布研究 |
| 1.3.2 焊接残余应力对疲劳寿命的影响研究 |
| 1.4 研究目标和主要内容 |
| 第二章 钢桥典型焊接接头的焊接残余应力有限元分析 |
| 2.1 焊接残余应力有限元分析的基础理论 |
| 2.1.1 焊接残余应力分析概述 |
| 2.1.2 焊接温度场分析基本原理 |
| 2.1.3 焊接应力场分析基本原理 |
| 2.2 焊接有限元模型 |
| 2.2.1 焊接接头的选取 |
| 2.2.2 有限元模型的建立 |
| 2.2.3 材料热物理和力学性能参数 |
| 2.3 焊接温度场分析 |
| 2.4 焊接残余应力场分析 |
| 2.4.1 焊接等效残余应力场结果 |
| 2.4.2 焊接残余应力模拟结果与试验结果的对比 |
| 2.4.3 焊接残余应力的空间分布规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于临界距离理论的疲劳裂纹萌生寿命分析 |
| 3.1 疲劳裂纹萌生寿命 |
| 3.2 疲劳裂纹萌生阶段的临界距离理论研究 |
| 3.2.1 临界距离理论 |
| 3.2.2 基于裂纹萌生阶段的临界距离理论分析 |
| 3.3 考虑残余应力影响的疲劳裂纹萌生寿命预测模型 |
| 3.3.1 基于临界距离理论计算裂纹萌生疲劳缺口系数 |
| 3.3.2 有效应力集中系数理论 |
| 3.3.3 基于临界距离理论计算裂纹萌生有效应力集中系数 |
| 3.3.4 疲劳裂纹萌生寿命预测模型 |
| 3.4 钢桥典型焊接接头的疲劳裂纹萌生寿命预测及残余应力影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于断裂力学的疲劳裂纹扩展寿命分析 |
| 4.1 疲劳裂纹扩展阶段的断裂力学理论 |
| 4.1.1 疲劳裂纹扩展模型 |
| 4.1.2 疲劳裂纹扩展模型的相关参数 |
| 4.2 焊趾表面裂纹应力强度因子的求解及修正 |
| 4.2.1 焊趾表面裂纹应力强度因子的计算方法 |
| 4.2.2 裂纹应力强度因子按瞬态裂纹尺寸的修正 |
| 4.3 残余应力强度因子的权函数法求解 |
| 4.3.1 焊趾表面裂纹的权函数 |
| 4.3.2 钢桥典型焊接接头残余应力强度因子的权函数法求解 |
| 4.4 钢桥典型焊接接头的疲劳裂纹扩展寿命预测 |
| 4.4.1 焊接接头疲劳裂纹扩展寿命预测结果及残余应力影响分析 |
| 4.4.2 瞬态裂纹尺寸对疲劳裂纹扩展寿命的影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 钢桥焊接接头疲劳总寿命的试验验证 |
| 5.1 疲劳试验概述 |
| 5.2 钢桥典型焊接接头疲劳总寿命预测结果与试验结果的对比分析 |
| 5.3 疲劳裂纹萌生寿命与扩展寿命的比较 |
| 5.4 焊接残余应力对疲劳总寿命的影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 (攻读硕士期间参与的科研项目) |
四、焊接应力对平接头强度的影响（论文参考文献）
- [1]复杂环境与应力场作用下钢桥焊接接头疲劳性能研究[D]. 胡聪. 华东交通大学, 2021(01)
- [2]不锈钢轨道客车侧墙无痕激光焊接接头服役性能和失效行为研究[D]. 郭相忠. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]TiAl基合金与镍基高温合金激光焊研究与数值模拟[D]. 肖泽宇. 吉林大学, 2021(01)
- [4]铝锂合金蒙皮桁条T型结构激光焊接特性和压缩屈曲行为研究[D]. 张澐龙. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [5]腐蚀环境中钢桥火灾后焊缝疲劳性能研究[D]. 姜勇. 华东交通大学, 2020(05)
- [6]高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力测试研究[D]. 甘世明. 内蒙古工业大学, 2020
- [7]7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接数值模拟及试验研究[D]. 孙振邦. 内蒙古工业大学, 2020
- [8]焊接空心球节点网架中管-球焊接残余应力的数值模拟与试验研究[D]. 李洋. 太原理工大学, 2020(07)
- [9]转向架侧梁焊接残余应力与变形仿真分析[D]. 肖茂. 西南交通大学, 2020(07)
- [10]考虑残余应力影响的钢桥焊接结构疲劳总寿命预测方法研究[D]. 丁湘泽. 长沙理工大学, 2020(06)