焊接结构学

序

前言

第1章绪论

1．1焊接结构的特点

1．2构件焊接性

第2章焊接热过程

2．1基本概念与基本原理

2．1．1电弧焊热过程概述

2．1．2热传播基本定律

2．1．3焊接热源

2．2焊接温度场

2．2．1瞬时固定热源作用下的温度场

2．2．2连续移动集中热源作用下的温度场

2．2．3高斯分布热源作用下的温度场

2．2．4快速移动大功率热源作用下的温度场

2．2．5热饱和与温度均匀化

2．3焊接热循环

2．3．1焊接热循环及其主要参数

2．3．2焊接热循环参数的计算

2．3．3多层焊时的热循环

2．4熔化区域的局部热作用

2．4．1热平衡和热流密度

2．4．2电极的加热与熔化

2．4．3焊接熔池模型

第3章焊接应力与变形

3．1内应力的产生

3．1．1内应力及其产生原因

3．1．2热应变与相变应变

3．2焊接应力与变形的形成过程

3．2．1简单杆件的应力与变形

3．2．2不均匀温度场作用下的应力与变形

3．2．3焊接引起的应力与变形

3．3焊接残余应力

3．3．1焊接残余应力的分布

3．3．2焊接残余应力的影响

3．4焊接残余变形

3．4．1焊接残余变形的分类

3．4．2纵向收缩变形及其引起的挠曲变形

3．4．3横向收缩变形及其引起的挠曲变形

3．4．4角变形

3．4．5薄壁焊接构件的翘曲(波浪变形)

3．4．6焊接错边和扭曲变形

3．5焊接残余应力与变形的测量和调控

3．5．1焊接过程中应变、位移及焊接变形的测量

3．5．2焊接残余应力的测量

3．5．3焊接残余应力与变形的调整与控制

第4章焊接接头

4．1焊接接头的一般性能

4．1．1焊接接头的基本概念

4．1．2焊接接头的不均匀性及其力学行为

4．1．3焊缝及接头的基本形式、分类及表示方法

4．2焊接接头的工作应力分布和工作性能

4．2．1应力集中的概念

4．2．2电弧焊接头的工作应力分布和工作性能

4．2．3接触焊接头的工作应力分布和工作性能

4．2．4铆焊联合结构与铆焊联合接头

4．3焊接接头静载强度计算

4．3．1工作焊缝与联系焊缝

4．3．2强度计算的基本公式及简化计算的基本做法

4．3．3电弧焊接头的静载强度计算

4．3．4接触焊接头的静载强度计算

4．3．5焊缝许用应力

第5章焊接结构的脆性断裂

5．1脆性断裂事故和研究脆性断裂的意义

5．2金属材料的断裂及其影响因素

5．2．1金属材料断裂的形态特征

5．2．2影响金属脆性断裂的主要因素

5．3材料断裂的评定方法

5．3．1转变温度方法

5．3．2断裂力学方法

5．4焊接结构制造工艺特点与脆性断裂的关系

5．5焊接结构抗裂性能与止裂性能的评定方法

5．5．1脆性断裂的过程及焊接结构的两种设计原则

5．5．2焊接接头抗开裂性能试验

5．5．3止裂试验

5．6预防焊接结构脆性断裂的措施

5．6．1正确选用材料

5．6．2采用合理的焊接结构设计

5．6．3用断裂力学方法评定结构安全性

第6章焊接接头和结构的疲劳强度-

6．1材料及结构疲劳失效的特征

6．2疲劳试验及疲劳图

6．2．1疲劳载荷及其表示法

6．2．2基础疲劳试验及疲劳曲线

6．2．3疲劳强度的常用表示法疲劳图

6．2．4各类参数对疲劳强度的影响

6．3疲劳断裂的物理过程和断口特征

6．4焊接接头的疲劳强度计算标准

6．5影响焊接接头疲劳强度的因素

6．5．1应力集中的影响

6．5．2近缝区金属性能变化的影响

6．5．3残余应力的影响

6．5．4缺陷的影响

6．6提高焊接接头疲劳强度的措施

6．6．1焊接结构疲劳强度设计概述

6．6．2疲劳强度设计的一般原则

6．6．3提高疲劳强度的工艺措施

6．6．4提高疲劳强度几种工艺方法的定量分析与比较

6．7断裂力学在疲劳裂纹扩展研究中的应用

6．7．1裂纹与亚临界扩展

6．7．2疲劳裂纹扩展特性da／dN-△K曲线的一般关系

6．7．3疲劳裂纹扩展寿命的估算

第7章焊接结构类型及其力学特点

7．1焊接结构的基本类型

7．1．1焊接结构的分类

7．1．2焊接结构的力学合理性分析

7．2焊接结构力学特征

7．2．1桁架结构及其力学特征

7．2．2板壳结构及其力学特征

7．2．3实体结构及其力学特征

7．3焊接结构实例分析

7．3．1钢制桥梁

7．3．2焊接容器

7．3．3机床机身

7．3．4焊接旋转体

7．3．5薄板结构

第8章焊接结构设计

8．1焊接结构设计的一般原则

8．1．1焊接结构设计的一般思路

8．1．2焊接结构设计的合理性分析

8．1．3焊接结构设计中应注意的问题

8．2焊接结构设计实例

8．2．1机床机身

8．2．2压力容器

8．2．3薄板结构

参考文献

　　本书编写过程中，力求理论联系实际，突出基本问题，注重对思路和能力的培养，并适当反映国内外的最新研究成果和发展趋势。针对以往焊接专业学生培养过程中缺乏焊接热过程相关知识的状况，本书对这方面的相关知识也作了比较详细的介绍。本书可作为焊接技术与工程专业以及材料成形及控制工程专业研修焊接专业方向的本科生教材，也可供从事焊接工作的工程技术人员参考。　　本书主要内容包括：绪论、焊接热过程、焊接应力与变形、焊接接头、焊接结构的脆性断裂、焊接接头和结构的疲劳强度、焊接结构类型及其力学特点、焊接结构设计等。本书力求理论联系实际，突出基本问题，注重对思路和能力的培养，并适当反映国内外的最新研究成果和发展趋势。针对以往焊接专业学生培养过程中缺乏焊接热过程的相关知识的状况，对这方面的相关知识也作了比较详细的介绍。　　本书可作为焊接技术与工程专业以及材料成形及控制工程专业研修焊接专业方向的本科生教材，也可供从事焊接工作的工程技术人员参考。【作者简介】　　方洪渊教授，1978年1月毕业于哈尔滨工业大学焊接工艺及设备专业，1990年获工学博士学位，现为哈尔滨工业大学材料科学与工程学院焊接科学与工程系教授，博士生导师。原哈尔滨工业大学材料科学与工程学院副院长，中国高等学校材料成形及控制工程专业教学指导分委员会委员。现任中国机械工业教育协会材料成型及控制学科教学委员会副主任兼焊接分委员会主任，中国焊接学会焊接力学及结构设计与制造专业委员会副主任。曾荣获黑龙江省优秀中青年专家、航天工业总公司跨世纪学术和科技带头人等称号，荣获光华科技基金三等奖、宝钢优秀教师奖。主持完成国家自然科学基金项目、国家863重点项目、总装预研项目等多项课题，两次赴日本大阪大学接合科学研究所从事合作研究，发表学术论文100多篇，获得发明专利4项，及省部级科技进步一等奖一项、二等奖两项、三等奖两项，已出版教材一部、专著两部。