焊接结构-教学大纲.docVIP

焊接结构设计与制造 Welding Structure 【学分】3 【学时】48 【性质】专业必修 【实验】 （一）授课对象 四年制本科焊接技术与工程专业。 （二）课程的性质和地位 本课程属于专业必修课，是一门理论性和实践性较强的专业课。先修课程为《理论力学》和《断裂力学》。其任务是使学生掌握各种接头型式的工作应力分布和工作性能。了解焊接过程中瞬态应力的演变和焊接残余应力和变形的产生机理，并能对具体焊件的残余应力和变形的分布规律及其特点进行分析讨论。 （三）教学目的和任务 焊接结构是焊接专业学生必修的一门专业课程。通过焊接结构的学习，要求学生对焊接结构设计、材料选取、制造工艺和质量控制等方面具有明确的基本概念和必要的基础知识以及具备一定的分析问题、解决问题的能力。 （四）教学内容： 1．绪论 焊接结构及其应用与发展，焊接结构优缺点，焊接结构本身特点。 2．焊接应力与变形 内应力及变形的基本概念。焊接引起的内应力及变形。 焊接残余变形分类及研究意义。预防焊接变形措施，校正焊接变形方法。 焊接残余应力分布，焊接残余应力对结构性能的影响，焊接过程调节内应力的措施，焊接后 消除内应力的方法，焊接残余应力的测定。 3．焊接接头 焊接接头的一般性能。接头概念，接头不均匀性能及力学行为。 焊接接头的工作应力分布和工作性能。应力集中概念，电弧焊接头工作应力分布及性能，接 触焊接头工作应力及性能，焊接接头静载强度计算，焊缝许用应力，焊缝代号 4．结构的脆性断裂 研究脆断的意义。 金属材料的断裂及其影响因素。金属材料断裂的形态特征，影响因素。 金属材料脆性断裂的能量理论。 材料断裂的评定方法。转变温度法，断裂力学法。焊接结构特点及其对脆断的影响。 焊接结构特点，焊接结构制造工艺特点。焊接结构抗开裂性能与止裂性能的评定方法。 预防焊接结构脆性断裂措施。正确选材，采用合理的焊接结构设计，用断裂力学的方法评定结构的安全性。 5．焊接接头和结构的疲劳强度 研究本问题的意义。 疲劳断裂的过程和断口特征。 在焊接结构中疲劳限的常用表示法。 焊接接头疲劳强度的计算。 断裂力学在疲劳裂纹扩展研究中的应用。裂纹亚临界扩展，扩展特性， 疲劳裂纹扩展寿命 的估算。 影响接头疲劳强度的因素。应力集中的影响，近缝区金属性能变化的影响，残余应力的影响， 缺陷的影响。 提高接头疲劳强度的措施。降低应力集中，调整残余应力场，改善材料性能，特殊保护措施。 实验内容焊接残余应力的测试实验。 （五）教学实践环节安排 实验内容：焊接应力与变形控制实验（2学时） 主要目的：学生通过本课程的实验，进一步验证及加深课堂讲授的理论知识、掌握焊接应力测量的方法及设备，并进一步获得科学实验的基本训练。 对学生的要求：根据实验要求设计并焊接实际的焊接结构，在实验中要能够预测焊接变形和焊接应力。 （六）教学方式与习题要求 课堂教学以启发式为主，结合案例分析。根据每章节的重点和难点，布置一些思考题，以便巩固学生所学的知识，加深教学内容的理解。 （七）考核办法 采用期末考试方式对学生进行考核。成绩评定办法：出勤率占10%，平时作业占10%，期末考试成绩占80%。 （）推荐教材或讲义及主要参考书 1．方洪渊主编：《焊接结构》，机械工业出版社，2008年。 2．拉达伊主编：《焊接热效应》，机械工业出版社，1997年。 3．焦馥杰主编：《焊接接构分析基础》，上海科学技术文献出版社，1991年。 （）学时分配序号 教学内容 学时分配 其中 讲授 实验 上机 其他实践 1 绪论 2 2 2 内应力及变形 4 2 2 3 焊接残余变形 8 8 4 焊接残余应力 6 6 5 焊接接头 2 2 6 焊接接头工作应力分布及性能 2 2 7 接头静载强度及焊缝许用应力 2 2 8 金属材料的脆断及其影响 4 4 9 材料断裂评定方法 4 4 10 预防脆断的措施 4 4 11 疲劳断裂过程及断口特征 3 3 12 疲劳极限表示法 2 2 13 用断裂力学研究疲劳裂纹扩展 3 3 14 疲劳强度影响因素及提高措施 2 2 合 计 48 46 2 【编写】刘翠荣 【审核】吴志生