焊接坡口形式对不同匹配焊接接头性能的影响研究

研究了Ｘ,Ｖ型两种不同的坡口形式对不同匹配的压力容器用钢１６ＭｎＲ对接接头的冲击钢度硬度,抗拉强度等力学性能的影响,引入匹配比的概念,提出了由匹配接头理论匹配计算实际匹配比的简化计算公式以及接头实际匹配状态的判据,从而对上述影响规律予以定量化。     

云纹干涉法测定高温材料弹性模量及泊松比

运用云纹干涉法的波前干涉原理,分析激光云纹非接触测量高温材料弹性模量和泊松比的可行性,以及高温云纹干涉法试件光栅的类型,通过高温云纹干涉测试技术应用和大量的航空高温材料测试,解决了材料高温弹性模量和泊松比测试的难题,并总结出一套完整的测试方法。     

云纹干涉法测量残余应力的研究现状

云纹干涉法是一种现代光测力学方法,具有灵敏度高、条纹质量好、条纹分辨率高、全场分析等优点。文中总结了国内外云纹干涉法测量材料残余应力的研究现状,展望了云纹干涉法未来的发展前景与方向。     

低强匹配焊接接头特征及界定方法

焊接接头的强度匹配方式对接头的设计、制造工艺、裂纹敏感性以及破坏行为有重要影响，焊缝金属、母材、焊接接头的强度分布以及焊接接头强度匹配系数的分布是焊接结构强度、寿命和可靠性计算的基础。通过对12Ni3CrMoV钢焊接接头强度匹配系数分布的研究，提出低强匹配焊接接头的界定方法，强度匹配系数的均值小于95％、强度匹配系数的均值加上其标准差应小于100％，并且强度匹配系数大于105％的概率应小于3％。计算结果表明，12Ni3CrMoV钢焊接接头低强、等强、超强匹配概率分别为85．44％、11．85％和3．35％，低强匹配特征明显，强度匹配系数的均值位置非常合理。但由于母材强度的标准差较大，约为焊缝金属强度标准差的1．56倍，是造成强度匹配系数低于低强匹配下限值86％的概率高达7．79％和强度匹配系数高于105％的概率超过3％的主要原因。此外，这也是低强匹配焊接接头中出现冷裂纹的主要原因之一。     

用弹塑性有限元法对焊接接头裂尖场J积分的研究

采用平面应力弹塑性有限元法研究了中心裂纹板焊接接头裂尖场J积分参量及其应用的可行性,数值分析采用MARC软件的二维弹塑性分析模型,探讨了不同强度匹配（高,等,低匹配）的焊接接头试样在加载过程中裂尖场J积分的变化情况,计算结果表明,靠近焊接接头裂纹尖端的J积分回路明显的路径相关性,而远离裂尖的J积分回路表现出路径无关性,焊接接头强度匹配因子M对裂纹尖端的J积分值有很大的影响,对应于每一个载荷P／P0,J积分的值随M的增大而减小,特别是当P／P0＞1．0时这种情况更明显。     

焊接动态热应变云纹测试技术的研究——铝合金移动热源焊接热应变规律的特点分析

本文采用高温热应变云纹测试技术进行了铝合金移动热源加热平板中心熔敷焊接热应变过程的研究,通过试验获得了铝合金焊接动态热应变云纹图象的照片,用专用的焊接云纹条纹图象数据处理方法对条纹进行处理,获得了铝合金焊接动态热应变规律并分析了其特点。该试验研究结果为进一步定量地考虑焊接过程中各种力学现象（如焊接热裂纹、热应变脆化等）打下了基础,为建立材料焊接热应变数据库提供了可靠的技术数据。     

熔化焊接接头的编码

在计算机辅助编制焊接工艺中,如何使计算机识别具有图文属性的焊接接头,本文提出一项通过编码使计算机识别图形的解决方案:把对焊接工艺规范参数影响较大的焊接接头信息赋予代码并加以组合,形成焊接接头标记,便于计算机识别.对接头图形的编码原则是简单扼要.     

焊接接头脆性断裂的局部法研究

在小范围屈服条件下,断裂韧性的临界值（Ｋｃ、δｃ、Ｊｃ）与试件几何形状无关,能反映材料的固有特性。但在大范围屈服条件下,研究结果表明［１～６］：由于试件几何尺寸所造成的裂纹尖端拘束状态的差异,导致Ｊｃ、δｃ值与试件几何形状相关,如深缺口试件的断裂韧性值比浅缺口试件低,拉伸试件的断裂韧性值较三点弯曲试件高。近来提出了两种研究裂纹尖端拘束状态对断裂韧性影响的方法。一种是用Ｔ—应力或Ｑ参量来定量描述裂纹尖端应力场的Ｊ—Ｔ和Ｊ—Ｑ理论;另一种是基于概率断裂力学的方法——局部法［６、７］,采用考虑裂纹尖端…     

正常光照下亚动态云纹干涉法及其应用研究

提出了在正常光照和低频振动条件下进行云纹干涉法试验的机理,研制了相应的光学—电子—计算机系统,实现了其仪器化和智能化;灵敏度达4800线/mm,实现了全场的自动采集,应力、应变和应力强度因子等的快速提取,可获得丰富信息;还可按预置值发出危险警报。     

基于有限元法的桁架节点搭接接头应力集中分析

应力集中对桁架节点处疲劳寿命影响显著,焊缝处几何形状不规则,易产生应力集中,可能导致结构破坏。为了研究结构的几何尺寸和焊缝的几何形状对焊缝处应力集中系数的影响,将总应力集中系数分解为焊缝几何应力集中系数和热点应力集中系数的乘积形式。用有限元方法分析焊缝长度、焊缝熔深、弦杆厚度和焊脚尺寸对几何应力集中系数和热点应力集中系数的影响,并拟合经验公式。结果表明:弦杆厚度对应力集中影响不大,焊缝截面形状和焊缝长度对应力集中有一定影响。     

搭接长度对胶接接头工作应力分布影响的数值分析

运用弹塑性有限元法对单搭接金属胶接接头承载后的应力分布特征进行分析，重点研究搭接长度对分别采用酚醛树脂和丙烯酸酯制备的接头应力分布和接头强度的影响。结果表明，胶粘剂的性能对应力分布有较大影响，酚醛树脂胶粘剂制备的接头中胶瘤承担了相当多的载荷，且随搭接长度的增加,von Mises等效应力峰值和剪切应力峰值均趋于向胶层内转移，胶层中各部位的应力亦均有下降；当采用丙烯酸酯胶制备的接头时，胶瘤承载作用并不明显，其应力峰值出现在胶层中被粘物拐角处。     

胶瘤弹性模量对铝单搭接接头应力分布的影响

利用弹塑性有限元法,研究四种不同弹性模量的胶粘剂 (丙烯酸酯胶、聚氨基甲酸乙酯胶、环氧树脂胶和酚醛树脂胶粘剂等) 形成的胶瘤对铝合金单搭接接头应力分布的影响.结果表明,当胶瘤采用不同于胶层的胶粘剂时,随着胶瘤弹性模量的减小,在胶层与胶瘤的连接处胶层中应力峰值显著提高,且均高于由单一胶所形成接头的应力峰值.对被粘物中紧邻界面层中的应力分布而言,峰值应力出现在胶瘤与胶层的连接处及靠近搭接区两端部处.随着胶瘤弹性模量的增加,靠近被粘物承载端的区域的应力越大,而自由端的应力越小,且靠近承载端的区域的应力峰值由胶瘤与胶层的连接处向承载端一侧转移,因而采用弹性模量低的胶粘剂形成胶瘤对接头的承载不利.     

不锈钢车体搭接接头激光非熔透焊接工艺及其拉剪性能

针对高强不锈钢车体常用的301L不锈钢搭接接头,采用不同光斑直径光纤激光器和焊接工艺参数,进行激光非熔透焊接工艺研究,获得了激光焊接工艺参数对焊缝成形质量、表面热影响痕迹、焊缝熔化形状和接头拉剪性能的影响规律,并对激光焊接工艺参数的优化原则和方法进行了讨论。结果表明,对于0.8mm内板(301L-H)和1.5mm外板(301L-1.4318)组合,当激光聚焦光斑直径不小于0.4mm且功率大于2kW时,能在较大的参数窗口内确保搭接接头外观和力学性能满足要求;对于光斑直径为0.4mm的光纤激光器,为确保无热影响区痕迹,应精确控制熔深小于1.4mm,为确保拉剪性能大于等价电阻焊接头,结合面熔宽应大于0.8mm;对于母材强度高于930MPa的301L-H不锈钢板搭接接头,剪切拉伸断裂位置始终位于内外板结合面的焊缝处,接头承载能力与结合面熔宽线性相关。     

基于等承载理论的低匹配接头焊接残余应力三维有限元模拟

利用有限元法,采用生死单元技术对CF62焊接接头进行等匹配多道焊焊接模拟,并与316L不锈钢进行低匹配多道焊焊接模拟。设计基于等承载理论的低匹配焊接接头,建立低匹配多道焊焊接接头普通对称X型焊缝焊接接头和基于等承载理论设计的低匹配焊接接头模型。结果表明低匹配焊接接头相较等匹配焊接接头能降低残余应力。基于等承载理论设计的低匹配焊接接头残余应力较低匹配普通焊接接头更小,并能提升焊接接头后期使用的承载性能,更具优越性。     

GB150中焊接接头的分类

对GB150的部分焊接接头分类标准与国际标准进行了对比分析,提出了压力容器检验标准的改进建议。     

焊接接头疲劳评定局部法研究进展

焊接接头疲劳评定的“局部法”(local approach)是近年来疲劳评定研究的重要方向。这种方法的基本原理是采用与疲劳断裂直接相关的应力集中区域应力场的“局部参量”作为疲劳断裂的控制参量,建立具有普遍适用性的“局部参量”与循环次数N表示的S-N曲线,据此进行疲劳强度和疲劳寿命预测与评定。由于局部法包括焊接接头局部焊缝几何细节等因素,因而更能反映焊接结构疲劳断裂的实际情况,受到国际焊接学会和工程界的普遍重视。目前已发展多种疲劳评定的局部方法,如缺口应力强度因子法(N-SIF)、等效应力强度因子法(E-SIF)、临界距离法(CDM)：包括点(PM)、线(LM)、面(AM)和体积法(VM)、临界面法和包括应力梯度的体积法等。本文对这些局部法的基本原理、分析步骤及影响因素进行简要探讨。     

典型焊接接头的缺口疲劳曲线分析

缺口应力法作为局部疲劳研究方法,克服了名义应力难以定义和热点应力网格敏感性的困难,因此近年来备受关注。现对对接接头和十字接头试验数据进行重新处理,建立两种焊接接头在缺口应力系统下统一的S-N曲线,并与IIW所推荐的疲劳寿命曲线(m=3,FAT=225)进行比较。结果表明,该曲线具有更高的疲劳等级和更低的斜率,直接用IIW推荐曲线,偏于保守不利于结构轻量化。     

MAG焊焊接接头的研究

通过理论分析和焊接对比试验,提出了适合MAG焊焊接特点的焊接接头设计的一些原则,这些原则对提高焊接生产率,降低成本,具有较大的实用价值。     

非匹配焊接接头中裂纹尖端三维拘束状态分析

应用三维弹塑性有限元方法详细分析了焊接接头中裂纹尖端三维拘束状态的分布特征,结果表明：在试样中面附近围绕Ⅰ型裂纹前缘,应力状态均具有明显的平面应变特征,而应力三轴度（Rσ）仅在韧带附近为最大。匹配参数M、尺寸因素（h/a、B、a/w)及加载方式（CCP、TPB、SEC）均会对试样内部的应力三轴度产生显著影响,其中匹配程度是导强度,平面应变参量β仅表示三维应力状态趋珩平面应变的程度大小,而应力三轴度参量Rσ确实描述了三向拉应力状态的严重程度,对于给定试样形式,裂纹张开位移CTOD相等不能保证三维裂纹端存在相似的三轴应力状态,因而用CTOD参量表征材料断裂行为具有局限性。