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1 第二章 焊接应力与变形 基本概念 1、脆性温度区间ΔTB ２、ΔTB区间内的金属 的延性δmin ３、拉伸应变对温度的变化率： 　　ΔTB和δmin是由材料自身的成分、组织决定的。　与焊缝的拘束度和材料的热物理性能有关。 金属在高温时的延性与断裂 1 第二章 焊接应力与变形 基本概念 （五）、焊接瞬态应力和应变研究的新发展 　　　新材料、新结构和新焊接工艺的不断发展，有越来越多的焊接应力变形和强度的新问题。 　　　在简单假设基础上建立起来的一些焊接应力变形理论已不能完满解释复杂现象和解决疑难的间题。 　　　精确测量、有限元法和电子计算技术为解决复杂的焊接应力变形问题提供有力的工具。 1 第二章 焊接应力与变形 基本概念 有限元模拟的60kg级高强钢接头的三维残余应力分布 1 第二章 焊接应力与变形 基本概念 ?残余应力测定技术的进展 三维超声和激光全息干涉法无损检测残余应力是最近乌克兰的巴顿电焊研究所开发成功并已在生产中得到应用的两种方法。узинд型便携超探仪与其他同类探测仪的主要区别是采用了新颖的超声波振荡速度的采集、处理及测量方法，可实现测量过程的自动化，并显著提高测量精度。全息法是把盲孔的干涉图案作为残余应力信息源，干涉图案条纹的对称轴与主应力方向相吻合，用条纹的序列或距离确定应力值。 这两种应力测定方法可达到的精度为0.1?r。 1 第二章 焊接应力与变形 基本概念 　　冲击压痕法是第三类残余应力无损测定方法(应力叠加法)，它是中科院金属所90年代初研究的一种新型应力测定方法。 冲击压痕法具有使用方便、应用范围广、测量精度高、表面无损等优点，是理想的现场残余应力测试方法，对表面应力梯度大的残余应力分布测量有独到之处。 KJS-1型压痕法智能应力测试设备 应变仪 底座 划片器 压痕打击装置 显微镜 自动读数 数据 处理 1 第二章 焊接应力与变形 基本概念 讨论：对于特定材料，焊接热循环中产生残余应力与变形的主要因素是： 热循环和拘束度。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 1 基本概念 第二章 焊接应力与变形 2、加热温度高时，板条中心C区产生较大的内部变形，如果C区的内部变形率大于材料屈服时的变形率，则在C区产生塑性变形。 若自由收缩，板条中心C区的长度将缩短，其缩短量是温度存在时C区产生的压缩塑性变形量。 实际上，板条中心C区受到两侧的约束，截面保持平面，产生新的应力。即中心受拉，两边受压。 1 基本概念 第二章 焊接应力与变形 假设板条中心C区的变形规律为 ，则残余应力为： 残余应力和变形表达为： 1 基本概念 第二章 焊接应力与变形 总 结： 在板条中心对称加热时，板条中产生温度应力，中心受 压，两边受拉。同时平板端面向外平移（伸长）。 1)、如果此时不产生塑性变形，即ε＜εs，，当温度恢复到原始状态后，内应力消失，平板端面亦恢复到原来的位置。 2)、如果此时产生塑性变形，即ε＞εs，当温度恢复到原始状态时，还会出现由于不均匀塑性变形引起的残余应力，其符号与温度应力大致相反，同时板条端面向内平移（缩短），即为残余变形。 1 基本概念 第二章 焊接应力与变形 （三）、非对称加热 实验方法：如图2-6，在一块长板条（长为L宽为B厚为δ） 一侧用电阻丝间接加热。 温度场建立：在板条上产生一个相对于中心不对称的不均匀温度场，使板条产生变形和应力。 1 基本概念 第二章 焊接应力与变形 加热过程中产生的热应力： εT :自由变形率 εe :外观变形率 εem :板条的平均变形率 εeB :板条右侧的应变率 εeO :板条左侧的应变率 1 基本概念 第二章 焊接应力与变形 如果加热温度是x的函数 ，则内应力平衡条件为： 即板条在加热过程中的外观变形：端面平移和角位移。 1 基本概念 第二章 焊接应力与变形 由于截面有转动，因此εe并非常数，而是x的线性函数。 其中 为板条曲率， 为曲率半径。 1 基本概念 第二章 焊接应力与变形 联合上面三个式子，即可求得εeB和εeO 。还可以进一 步求出应力的分布。 1