【摘要】 从上个世纪30年代开始,研究者们借助简单试验,对实验数据进行整理,对焊接应力和变形进行了简单的分析和研究,逐渐出现了多种残余应力的测试方法。

从上个世纪30年代开始,研究者们借助简单试验,对实验数据进行整理,对焊接应力和变形进行了简单的分析和研究,逐渐出现了多种残余应力的测试方法。焊接残余应力的测量方法包括有损测量和无损测量,其中,有损测量中的盲孔法因具有简便性、实用性和准确性,在工程实际中广泛应用。

另外一些研究者提出了使用理论分析方法来解决焊接热问题,试图通过将焊接热问题用公式方程来简化。在大尺度上进行构件的焊接时,集中热源模型可以较好地揭示焊接中的热传导。但工程实际中,熔池区域的尺寸相较于部件的尺寸非常小,分布式热源模型成为了新的解决方案。

理论方法建立在模型对工程实际的假设和简化,只能解决一部分的简单构件的焊接应力与变形的求解。而对于试验方法,不同的结构、不同的工艺以及不同的影响因素都会产生不同的焊接残余应力,如果通过大量实验来评估残余焊接应力对结构部件动态特性的影响,不仅受限于实验技术的高成本,还受限于实验技术的精确度。

研究人员一直试图通过数值方法来模拟焊接过程,借助计算机的强大计算能力进行焊接过程热力分析。焊接过程伴随着高温、热膨胀和相变,材料物理性能随温度变化还展现出非线性,运算能力对这一复杂问题至关重要。在数值方法中,有限元法是科学界最常用的焊接数值模拟方法,有限差分法也被用于模拟焊接过程。

 

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