一、盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析（论文文献综述）
张衡[1]（2020）在《深海管线钢焊接残余应力研究》文中提出海底矿产资源的开发利用是我国的一项重要战略目标,海底矿产资源的开发主要难点在于矿产资源的开采运输机械设备的研发。作为典型的管道提升式深海采矿系统,深海采矿管道输送对深海采矿的高效安全运行有着重要的作用。深海采矿管道面临着海流、洋流的载荷、随水面船和海底采矿车做拖拽运动以及海水腐蚀等恶劣环境,对所用钢材提出了较高的要求。X80管线钢具备强度高、抗延性断裂良好的优点,在未来海洋用钢中的潜力巨大。然而在对X80管线钢进行焊接后,因未进行热处理,构件内部会产生大量残余应力,使管道在海水环境中形成应力腐蚀开裂。本文基于ANSYS平台,考虑金属相变,对X80管线钢焊接过程进行热固耦合计算,并通过红外热像仪、X射线衍射法以及盲孔法对焊接计算进行验证。之后,以各种焊接参数为变量,研究不同焊接工艺参数下对接试板和圆管对接焊接的残余应力分布,以获得最优焊接工艺。结果如下:（1）针对高残余应力,盲孔法测量精度不准的问题。本文基于弹塑性力学理论,综合考虑应变栅与孔中心的距离,引入施加应力与试件屈服强度的比值γ,对国内普遍应用的三种应变片花的应变释放系数开展模拟标定,可大大提高盲孔法测量高残余应力（如焊接残余应力）的精度。（2）基于红外热像仪对焊接过程的测试获得最佳热源模型,结合ANSYS软件,考虑金属的相变,对X80钢对接试板的焊接过程进行计算以获得焊接残余应力分布;同时开展焊接实验,并通过X射线衍射法和盲孔法分别测试其焊接试板的残余应力,以验证计算模型正确性。最后基于计算模型,开展不同焊接工艺参数对X80管线钢焊接残余应力影响的研究。结果表明:最大焊接等效残余应力在焊缝中心处出现最值,随着与焊缝中心的距离增加,焊接残余应力呈现出先上升后下降的趋势;最大焊接残余应力随焊接速度、焊接线能量、打底厚度的增加而减小,随试板厚度、坡口角度的增大而增大。（3）针对圆管焊接过程开展数值计算,并通过盲孔法测试圆管焊接后的残余应力以验证计算模型正确性,随后开展不同焊接工艺下X80管线钢圆管焊接残余应力研究。结果表明:圆管内外表面的焊接残余应力的最大值均出现在熔合区;随着与焊缝中心距离的增加,圆管残余应力逐渐趋于零。最大残余应力随着焊接速度、打底厚度的增加而减小,随层板厚度、坡口角度的增大而增大。焊接工艺对圆管和平板的残余应力影响趋势基本一致。
欧阳林婷[2]（2020）在《Q345R制卷焊容器残余应力的电磁超声测量研究》文中研究指明焊接残余应力的存在会严重影响承载件的使用性能,因此,测量分析焊接残余应力的分布对保障焊接结构的安全性具有重要意义。电磁超声法作为一种新兴的应力检测方式,具有快速、无损、无需耦合剂等优点。本文采用电磁超声法对卷焊容器的残余应力开展测量研究,其测量结果用盲孔实测法和数值模拟法进行验证比较。结果表明,电磁超声法可以有效地检测卷焊容器在厚度方向上的平均应力,具有一定工程应用价值。开展的主要工作如下:（1）应用电磁超声技术开展对Q345R制卷焊容器残余应力的检测。基于材料的各向异性,修正已有的横波声弹性公式;分别标定焊缝区、热影响区与母材区材料在常温环境下（25±2℃）的材料声弹性系数与各向异性参数;采用电磁超声设备测量卷焊容器上横波的声速值,经换算获得了Q345R制卷焊容器残余应力的分布情况。（2）采用盲孔法实测Q345R制卷焊容器的残余应力,并验证电磁超声法测量结果。基于塑性修正后的应变释放系数计算获得应力实测值,与电磁超声法测量结果进行对比分析。结果表明,电磁超声法和盲孔法所测量的残余应力分布趋势吻合较好,但在应力数值上存在偏差。（3）基于热弹塑性有限元分析方法,对卷焊容器的焊接残余应力进行模拟分析,模拟结果验证了电磁超声法实测值。建立卷焊容器焊缝的多层多道焊模型,采用Simufact.Welding仿真软件计算焊接残余应力分布;同时采用Abaqus软件模拟四辊卷板机的卷板过程,计算容器筒体因卷板产生的残余应力大小。上述计算结果与卷焊容器的盲孔法实测应力值进行了比较,验证了卷焊容器焊接过程有限元模型的正确性,最后将仿真计算值与电磁超声法实测值进行比较分析。结果表明,模拟结果与电磁超声法实测应力的分布趋势吻合较好,在距环焊缝400-600mm的区域内,两者轴向应力在母材区（路径Z3）上的相对误差大部分在21%以内。
王天琦[3]（2020）在《考虑几何缺陷与残余应力影响的钢桥面板局部振动研究》文中研究表明正交异性加劲钢桥面板因其自重轻、承载力高及制造安装周期短等众多优点,从而在大跨度桥梁结构中得到了广泛的应用。而钢桥面加劲板在使用过程中往往易出现局部振动破坏现象,为此本文针对这种振动破坏现象展开了一些研究,具有一定的理论与实际工程意义。论文主要研究工作如下:（1）结合国内外关于加劲板初始几何缺陷的规范规定及我国钢桥面加劲板规范的实际应用情况,提出了一种适用于常规钢桥面加劲板的初始几何缺陷的分布模式,并将其应用到其加劲板的结构分析中。（2）对钢桥面加劲板的焊接过程及焊接残余应力进行了数值模拟分析,给出了分段多项式形式的焊接残余应力的简化计算公式;将焊接残余应力分梯度逐级施加在钢桥面加劲板的各个板件子单元上,以此模拟出了钢桥面加劲板焊接残余应力的初始状态。（3）制作了部分代表性的梯形肋加劲板试验模型,采用盲孔法测试了焊接残余应力,分析了加劲板的材料和尺寸对焊接残余应力的影响,并将焊接残余应力测试值与有限元计算值进行了对比分析,给出了加劲板焊接残余应力的分布规律。（4）针对工程中常用的钢桥面加劲板,初始几何缺陷采用加劲板的屈曲模态,焊接残余应力采用数值模拟与试验相结合的方法来确定,运用能量原理建立了考虑初始几何缺陷及焊接残余应力的结构振动方程。通过参数分析,研究了典型边界条件下加劲板的自由振动特性和初始几何缺陷及焊接残余应力对加劲板动力特性的影响情况。（5）针对具有初始几何缺陷及初始应力的加劲板,利用能量原理和Lagrange方程建立了系统的非线性动力微分方程,并对其进行了详细地参数分析,重点研究了初始几何缺陷及初始应力对加劲板非线性动力特性的影响。（6）为了验证考虑几何缺陷与残余应力影响钢桥面板局部振动分析理论的正确性,笔者基于有限元通用计算软件,通过修改程序中命令流文件,导入预设的加劲板初始应力值和程序中预先计算好的一阶屈曲模态缺陷,进而研究了同时考虑初始几何缺陷及初始应力加劲板的局部振动特性,以数值试验形式验证了其理论的正确性。（7）制作了考虑初始几何缺陷及初始应力加劲板振动试验模型,通过敲击的方法使得此加劲板产生自由振动,并使用动态信号测试分析系统对梯形肋加劲板的振动特性进行研究,同时也验证了理论分析结论的正确性;采用激振器,使梯形肋加劲板产生受迫振动,通过对试验数据分析,研究了梯形肋加劲板在外激励作用下的振动特性,给出了其加劲板的振动时程曲线及幅频曲线。
甘世明[4]（2020）在《高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力测试研究》文中研究说明变极性等离子弧-熔化极惰性气体保护（Variable Polarity Plasma Arc-Metal Inert Gas,VPPA-MIG）复合焊接方法具有焊接效率高,工艺区间宽和穿透深度大等优点,在厚板高强铝合金焊接中优势明显。该焊接方法为复合热源焊接,电弧能量集中,一次实现厚板焊接,导致焊接接头残余应力分布较为复杂,对安全生产有一定的影响。然而,针对厚板高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力的研究报道极少。本文提出了采用钻孔法和模态试验法相结合的残余测试方法,并获得了7A52高强铝合金VPPA-MIG复合焊接接头残余应力分布特性。研究结果对深入分析高能束复合焊接残余应力分布规律和机理,具有重要的研究意义和应用价值。针对高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力测试和分析需要,建立了由NI数据采集卡、工控计算机、虚拟仪器Lab VIEW、钻孔装置等组成的钻孔法残余应力测试系统,为实现高强铝合金VPPA-MIG复合焊接接头残余应力测量以及测量误差分析提供了保障。此外,建立了由INV 931X系列力锤、INV 9824型ICP加速度传感器、CS3062T0-24位云智慧采集分析仪、DASP模态分析软件等组成的模态试验测量系统,为模态试验法测量焊接残余应力提供了有力支撑。基于钻孔法残余应力测量原理,运用误差传递原理解析了影响残余主应力σ1、σ2和φ角测量精度的误差链。通过7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力误差试验及分析发现,弹性模量误差、贴片误差和应变取值时间误差对残余主应力和φ角的影响较大。结果表明,由弹性模量误差传递到σ1、σ2中的相对误差最大达到5%,可由弹性模量实测值的拟合曲线来实现修正。由贴片误差传递到残余主应力σ1、σ2和φ角中的相对误差在贴片24 h后可忽略,由应变取值时间产生的相对误差在钻孔150 min后降为0。修正钻孔法测量误差后,测得了10 mm 7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接接头的残余应力分布特征。结果表明,接头各区域的应力分布关于焊缝中心基本对称,出现“双峰现象”,且横向残余应力峰值为78.2 MPa,纵向残余应力峰值为223.3 MPa。上述试验结果可为模态试验法测量焊接残余应力奠定基础。采用振动理论分析了模态试验法测量残余应力的机理,获得了7A52铝合金VPPA-MIG复合焊残余应力对固有频率的影响规律。结果表明,焊接残余应力会使固有频率减小,且峰值越大,固有频率减小的幅度越大。通过模态试验发现,由于复合焊接残余应力的存在,固有频率的试验测量值也会降低,且当固有频率的阶次为3阶、4阶和5阶时,试验测量值与理论计算值的差值比较小,得到的固有频率比较可靠,可以用来建立模态试验法测量复合焊接残余应力的数学模型。基于二次多项式拟合,对比分析了第3阶、4阶和5阶固有频率与复合焊接残余应力的拟合判定系数,发现第5阶固有频率与复合焊接残余应力的拟合精度最高,利用第5阶固有频率建立了模态试验法测量复合焊接残余应力的数学模型。依据建立的数学模型,分别测得了6 mm和10 mm 7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力。结果表明,接头各区域的残余应力分布特征与钻孔法测得的结果基本一致。因此,可确定建立的数学模型能够保证模态试验法测量结果的可靠性。采用模态试验法分析了7A52铝合金在VPPA-MIG复合焊接过程中VPPA和MIG两种电弧能量配比对焊接残余应力分布的影响。结果表明,复合焊接残余应力峰值会随VPPA电弧能量配比的提高而增大。在考虑焊缝成形效果的基础上,根据残余应力分布特征优化了7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接参数,选择VPPA电弧能量占比为35%～40%之间的焊接参数时,6 mm和10 mm板材横向残余应力峰值分别不高于73.3MPa与92.0 MPa,纵向残余应力峰值分别不高于231.7 MPa与234.3 MPa,既可以获得成形效果良好的焊缝,也不会出现过高的残余应力峰值。
李洋[5]（2020）在《焊接空心球节点网架中管-球焊接残余应力的数值模拟与试验研究》文中提出焊接连接是钢结构构件连接的重要方式。焊接过程复杂,随机性高,涉及材料、力学、化学、电热学等多种学科。焊缝的焊接质量直接影响结构的工作性与安全性。焊接过程中,不均匀的温度场作用于焊接结构,其在冷却后会在结构内部产生较大的焊接残余应力及焊接残余变形。这对钢结构的使用性能尤其是疲劳性能是极为不利的。所以,钢结构内部焊接残余应力的大小及分布是非常重要的。本文依托国家自然科学基金项目（51578357）,研究内容、研究方法及研究成果如下:1、从基本概念出发阐述了焊接残余应力的产生机理及影响因素。并详细介绍了焊接残余应力对结构的影响。2、应用VISUAL Environment焊接模拟软件对3种尺寸的焊接空心球节点M1（D400×10mm,Φ159×8mm）、M2（D200×8mm,Φ48×3.5mm）、M3（D900×45mm,Φ300×25mm）温度场和应力场进行了有限元分析,得到焊缝处温度场和残余应力场结果,以及沿球面焊趾、管面焊趾的残余应力分布曲线。3、盲孔法对GQ6-3、GQ6-4、GQ6-5三个焊接空心球节点管-球对接焊缝球面焊趾和管面焊趾处的48个测点焊接残余应力进行测定。理论和试验标定对比计算了本次试验选取的应变片的应变释放系数。通过Scara-Mangas经验公式对计算得到的球面径向、环向焊接残余应力进行塑性修正,最终得到焊接残余应力分布曲线。并与有限元计算结果进行了对比分析,得到焊接空心球节点球面焊趾和管面焊趾残余应力数值大小和分布规律。对部分计算焊接残余应力超过钢材屈服强度的原因进行了分析。本文结合已有焊接空心球节点疲劳试验结果,研究分析了焊接残余应力对疲劳强度的影响机理。研究成果为国家规范疲劳条文的修订以及工程设计提供了参考依据。
韩敬鉴[6]（2020）在《焊接空心球节点网架中无缝钢管表面残余应力的测试与模拟分析》文中指出焊接空心球节点是网架结构常用的节点形式之一,该节点中钢管通常采用热轧的无缝钢管,而钢材在焊接、冶炼、轧制过程中,由于不均匀的冷却过程和组织结构的变化,可能出现较大的残余应力,残余应力会直接影响结构和焊接接头的疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命。目前,型钢等金属材料的残余应力已被大量学者深入研究,但对于焊接空心球节点无缝钢管表面残余应力的研究较少。因此,在国家自然科学基金项目（51578357）和山西省自然科学基金项目（201901D111089）的资助下,本文采用试验与数值模拟相结合的方法,研究焊接空心球节点无缝钢管表面残余应力的大小和分布规律,研究对象为焊接空心球构件KQ6-3、KQ6-4、KQ6-5,具体的研究内容、研究方法及研究成果如下:1、利用盲孔法对焊接空心球节点进行残余应力实测,不仅在远离管趾400mm一周和远离球趾150mm一周进行均匀布测,也在管-球焊缝上方400mm的钢管和管-球焊缝下方150mm的空心球竖向范围内进行均匀布测,最终得到无缝钢管表面、远离球趾表面和竖向测点表面的残余应力大小和分布规律;2、利用ANSYS/LS-DYNA及LS-Pre Post非线性有限元分析软件,建立φ159mm×2500mm的钢管及六斜矫直辊的三维数值模型,模拟钢管被冷矫直的过程,分析得到钢管在径向和环向的残余应力大小和分布规律,并以矫直辊压下量为变量,分析压下量为2mm、3mm、4mm时对残余应力的影响情况,得到压下量越大残余应力越大的结论;3、基于Visual-Environment非线性有限元分析软件,建立焊接空心球节点三维模型,模拟管-球的焊接过程,计算残余应力场,得到焊接过程中远离管趾400mm一周、远离球趾150mm一周和竖向的残余应力大小和分布规律;4、综合分析比较试验和模拟结果,最终得出焊接空心球节点无缝钢管表面残余应力的大小和分布规律以及远离球趾和竖向测点的残余应力的大小和分布规律,分析轧制、焊接对焊接空心球节点不同位置的影响,为以后的实验研究和工程实践提供参考依据。
贾明辉[7]（2020）在《核反应堆压力容器J型坡口残余应力及裂纹扩展研究》文中认为核反应堆压力容器（Reactor Pressure Vessel,RPV）是核电站的核心设备,通过J型坡口焊缝将压力容器上封头与控制棒驱动机构（Control Rod Drive Mechanisms,CRDM）管座相连接,J型坡口焊接区为异种金属焊接,焊接完成后不进行热处理,可能存在较高的焊接残余应力。RPV在17.1MPa压力和343℃的温度条件下工作,工作介质为具有腐蚀性的硼酸。在腐蚀性的工作环境条件下,J型坡口焊接区极易发生应力腐蚀开裂而造成严重的核事故。因此对J型坡口焊接区残余应力以及残余应力场下裂纹扩展的研究具有重要意义,为核电设备的安全运行提供保证。本文以RPV封头与CRDM贯穿件相连接的J型坡口为研究对象,研究的内容如下:（1）基于ANSYS软件,通过APDL语言模拟J型坡口（43.7°试件）的焊接过程,获得了整个焊接过程中的温度场和应力场,分析J型坡口外壁和贯穿件内壁残余应力分布规律。然后采用盲孔法对J型坡口试件进行残余应力测试,将数值模拟结果与试验测试结果进行对比,得出两者的应力分布规律一致,焊趾处存在应力极值点,验证了数值模拟的有效性。（2）基于生死单元技术模拟钻孔过程,标定了焊缝材料的应变释放系数(6?、b?,有限元标定值与ASTM E837-13a中的推荐值吻合性较好,最大误差仅有0.21%。通过盲孔法对0°、25.9°、43.7°三个贯穿件倾角不同的J型坡口试件进行残余应力测量,发现随着贯穿件倾角的增大,J型坡口外壁和贯穿件内壁焊缝区域残余应力总体上呈增大趋势。（3）考虑到实际服役工况,J型坡口焊接模拟结束后,给其施加17.1MPa的压力和343℃的温度来模拟实际工作环境下的残余应力分布规律。与工作前状态相比,工作后模拟件内外壁焊缝区域的残余应力水平有所降低,外壁残余应力最大降幅为60%,内壁残余应力最大降幅为37%。（4）在J型坡口贯穿件内壁建立轴向半椭圆裂纹,分析残余应力场下不同尺寸裂纹尖端的应力应变场及裂纹前缘的应力强度因子KI。在距裂尖23mm左右的范围内,残余应力场会发生重分布,超过这个范围有裂纹的残余应力场与原应力场（无裂纹）基本一致。残余应力场会直接影响到裂纹扩展尖端的应力应变场,残余应力场下裂纹扩展尖端的应力应变场分布与残余应力场分布趋势一致。裂纹前缘最深处（θ=90°）并非应力强度因子KI值的最大位置,最大值总会出现在靠近J型焊缝的区域。随着裂纹初始角β的增大,发现裂纹前缘应力强度因子KI呈减小趋势,轴向裂纹（β=0°）KI最大,环向裂纹（β=90°）KI最小,表明轴向裂纹比环向裂纹更易发生扩展。最后,本文提出了预防焊接区应力腐蚀裂纹产生的一系列措施。
陈怀远[8]（2020）在《铝合金挤压型材截面残余应力的试验研究与有限元分析》文中研究说明随着铝合金材料在结构工程中应用的日益广泛,为了保证各类构件在工程应用中的安全可靠,有必要对铝合金各种截面构件的残余应力分布情况进行研究,以供设计参考。本文采用盲孔法,选用了铝合金挤压型方管、L型截面,共17件的截面残余应力分布情况进行了试验测试,详细地阐述了试验测量方法,系统地总结了所测试件残余应力分布的特点。并且,在分析铝合金挤压型材过程中热传导问题基本理论的基础之上,通过有限元软件ABAQUS,建立了铝合金挤压方管的有限元模型,采用热-力顺序耦合的方法,分析了铝合金挤压方管成型后在空气中冷却全过程的温度场、应力场分布特点。本文的研究成果主要如下:（1）本文选取了常见尺寸的铝合金挤压方管、L型截面型材,共17个试件,利用盲孔法测量其残余应力沿横截面方向的分布情况,对数据进行整理分析后,得到了铝合金挤压方管、L型截面的残余应力分布规律;（2）基于ABAQUS软件温度场分析,模拟铝合金棒加热挤压后在空气中冷却过程中,试件各个部分温度值随时间变化的特点,从而分析型材在空冷过程中温度场分布的特点,为后续的应力场的分析做好准备;（3）基于ABAQUS温度场分析的结果,通过热-力顺序耦合,将温度场分析结果作为温度荷载导入应力场分析中,模拟铝合金挤压型材在空冷过程中的残余应力的形成过程,结合温度场的分布特点,分析了残余应力的成因;由温度场耦合计算出残余应力分布,与实测结果比对,验证了模型的正确性,以并此补足试验测量数据离散性较大的不足;（4）通过有限元方法考虑板件厚度、宽厚比、材料强度等对残余应力的影响,并且按宽厚比不同提出了分布简图。
殷凯[9]（2020）在《AM60B和5083异种合金搅拌摩擦焊接研究》文中研究说明AM60B镁合金和5083铝合金具有密度小、比强度高、比刚度高等优点,可以用来替代部分高强钢实现轻量化,目前铝镁复合构件广泛应用于汽车制造业、轨道交通运输装备制造业、航空航天工业、船舶制造业等领域。搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,简称FSW）是一种固相连接方法,可以有效实现异种金属的焊接,而且焊接过程中不易产生气孔、热裂纹等焊接缺陷,不需要保护气体及焊料,不会产生烟尘和弧光辐射,清洁环保,是实现铝镁合金焊接的理想焊接方法。本文主要研究了3 mm厚AM60B镁合金和5083铝合金板材异种合金搅拌摩擦对接焊,观察了不同工艺参数下焊接接头的焊缝宏观形貌、微观组织,测量了不同接头的显微硬度和拉伸性能,研究了各工艺参数（搅拌头旋转速度、焊接速度、搅拌头偏置量）对接头焊缝质量、微观组织和力学性能的影响,分析了具体原因。对AM60B和5083异种合金搅拌摩擦对接焊过程的温度场进行了数值模拟,通过分析温度场的分布,工艺参数对温度场分布的影响,解释了工艺参数是如何影响接头质量的。最后测量了接头中残余应力,得出搅拌摩擦焊的残余应力水平和分布规律。研究发现:AM60B镁合金和5083铝合金可以通过搅拌摩擦对接焊获得焊缝美观无缺陷的焊接接头。将铝合金放置在前进侧,采用1000 rpm的旋转速度、100 mm/min的焊接速度、搅拌头不偏置的焊接工艺参数获得的焊接接头拉伸性能最好,抗拉强度可以达到AM60B镁合金母材抗拉强度的76%,同种AM60B镁合金FSW接头抗拉强度的94%。旋转速度ω和焊接速度v的比值ω/v会影响焊缝的形貌,其中旋转速度对焊缝形貌的影响要比焊接速度更加明显。搅拌区的晶粒会发生动态再结晶,晶粒细化,热机影响区和热影响区都会出现晶粒粗化现象。因为轴肩和搅拌针的机械作用,前进侧焊缝横截面可以观察到层线状、涡流状的Al-Mg混合带,通过EDS元素分析和XRD相分析,接头焊缝中存在Al3Mg2和Mg17Al12两种铝镁金属间化合物。焊缝横截面硬度分布呈“W”型,硬度的分布曲线沿焊缝中心线是非对称分布的,前进侧边缘的硬度值要小于后退侧边缘的硬度值。异种合金接头的断口能够观察到河流花样和撕裂棱等解理特征,属于脆性断裂。FSW过程中温度场的分布是非对称的,5083铝合金一侧的峰值温度比AM60B镁合金一侧的高,两侧的峰值都出现在热机影响区（TMAZ）和热影响区（HAZ）之间。FSW数值模拟过程中温度场变化与搅拌头旋转速度呈正相关关系,与焊接速度呈负相关关系。焊缝纵向和横向残余应力的分布趋势都呈“M”型,且分布是不对称的,铝侧（前进侧）的残余应力要高于镁侧（后退侧）。与TMAZ相比,SZ较低的残余应力可能归因于自然时效导致的较高的硬度,因此SZ中的应力松弛大于TMAZ。
刘昱含[10]（2019）在《钢板混凝土组合结构中栓钉焊接残余应力测定与影响分析》文中认为栓钉作为钢板混凝土组合结构中应用最广泛的剪力连接件,通过电弧螺柱焊焊接方法与钢板实现高效连接,连接性能对钢板混凝土组合结构的力学性能有重要影响。在栓钉焊接过程中,瞬时局部不均匀加热及冷却过程会使构件产生焊接残余应力,会对结构承载力、稳定性以及疲劳性能等产生不利影响。目前,国内外针对栓钉焊接残余应力的研究论述相对较少,研究栓钉焊接残余应力对组合结构的影响具有十分重要的意义。本文对栓钉焊接残余应力进行了试验测定和有限元计算,对残余应力分布情况展开了研究分析,并探究了栓钉焊接残余应力对钢板混凝土组合结构连接性能的影响,具体内容如下:（1）介绍了盲孔法测量焊接残余应力的基本原理和方法,并设计了测量焊接残余应力分布情况的试验方案。通过标定试验,在已知单向应力场的情况下推算出试件的应变释放系数A、B;对多个栓钉焊接试件进行盲孔法试验,由应变花三个方向所测得的应变数值计算出测点的残余应力大小及方向,得到了栓钉焊接构件中存在不容忽视的焊接残余应力的结论,并对不同测点的焊接残余应力进行测量,得到其分布规律;（2）采用了热-力间接耦合法对栓钉焊接加热及冷却过程进行ABAQUS有限元模拟分析,通过热传导分析得到结构温度场的分布情况,再将温度场结果作为温度荷载对结构进行应力分析计算,得到栓钉焊接过程中应力场的变化规律及分布情况。并将有限元计算数据与盲孔法试验测量数据进行对比分析,结果基本吻合,验证了有限元分析结果的准确性和计算方法的可行性;（3）针对栓钉焊接残余应力对组合结构连接性能的影响展开了研究分析。对于钢材而言,基于材料的von Mises屈服准则,由于栓钉焊接残余应力场的存在,其作为钢材的初始缺陷使材料在外荷载应力空间作用下的屈服面发生偏移,对材料的力学性能产生一定影响。同时,焊接残余应力场的存在会对栓钉的抗拉性能产生影响,使栓钉的抗拉刚度在一定范围内降低,使钢材原始的理想弹塑性本构关系出现非线性变化段,本文提出了考虑栓钉焊接残余应力影响的钢材本构模型。
二、盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析（论文提纲范文）
（1）深海管线钢焊接残余应力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 X80管线钢的国内外研究现状及应用 |
| 1.2.2 焊接残余应力的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 盲孔法中应变释放系数的有限元修正 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 盲孔法测量残余应力的基本原理 |
| 2.3 有限元法对应变释放系数的标定 |
| 2.3.1 应变释放系数的标定的模型建立 |
| 2.3.2 计算结果分析 |
| 2.3.3 应变释放系数的修正 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 X80管线钢对接试板残余应力研究 |
| 3.1 ANSYS焊接模拟简介 |
| 3.1.1 ANSYS软件概况 |
| 3.1.2 ANSYS分析热结构耦合过程 |
| 3.2 热弹塑性有限元基本理论 |
| 3.2.1 焊接温度场的基本理论 |
| 3.2.2 焊接应力应变场理论 |
| 3.2.3 焊接热源模型的确定 |
| 3.2.4 相变潜热 |
| 3.3 X80管线钢对接试板模拟 |
| 3.3.1 材料物理性能参数 |
| 3.3.2 焊接试件的几何模型的建立 |
| 3.3.3 数值计算结果与分析 |
| 3.4 X80管线钢对接试板实验验证 |
| 3.4.1 实验材料及过程 |
| 3.4.2 残余应力场的实验验证 |
| 3.5 焊接工艺对X80管线钢对接试板残余应力的影响 |
| 3.5.1 焊接速度和焊接线能量对焊接残余应力的影响 |
| 3.5.2 层板厚度和打底厚度对焊接残余应力的影响 |
| 3.5.3 坡口角度对焊接残余应力的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 X80管线钢圆管对接焊接残余应力研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 X80管线钢圆管对接焊接模拟 |
| 4.2.1 焊接模拟的几何模型的建立 |
| 4.2.2 数值计算结果与分析 |
| 4.3 X80管线钢圆管对接焊接实验验证 |
| 4.3.1 实验材料及过程 |
| 4.3.2 残余应力场计算结果与实验结果对比 |
| 4.4 焊接工艺对X80管线钢圆管对接焊接残余应力的影响 |
| 4.4.1 焊接速度对焊接残余应力的影响对比 |
| 4.4.2 层板厚度和焊缝宽度对焊接残余应力的影响对比 |
| 4.4.3 坡口角度对焊接残余应力的影响对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间参与项目及发表成果情况 |
| 1.参与项目 |
| 2.发表成果 |
| 附录 B 焊接对接试板APDL命令流 |
| 附录 C 焊接圆管APDL命令流 |
（2）Q345R制卷焊容器残余应力的电磁超声测量研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 容器残余应力检测方法 |
| 1.2.1 机械检测法 |
| 1.2.2 物理检测法 |
| 1.3 容器残余应力的有限元模拟进展 |
| 1.4 超声波法的发展 |
| 1.4.1 声弹性理论研究 |
| 1.4.2 超声波法测量焊接残余应力 |
| 1.5 电磁超声法 |
| 1.5.1 电磁超声应力检测原理 |
| 1.5.2 电磁超声法测量残余应力 |
| 1.6 研究内容 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 2 卷焊容器残余应力的电磁超声法检测 |
| 2.1 电磁超声法残余应力测量原理 |
| 2.1.1 声弹性理论 |
| 2.1.2 平面应力状态下各向同性材料的横波声弹性公式 |
| 2.1.3 平面应力状态下各向异性材料的横波声弹性公式 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 电磁超声仪 |
| 2.2.2 万能试验机 |
| 2.3 声弹性系数标定 |
| 2.3.1 焊接钢板 |
| 2.3.2 焊接区域微观组织 |
| 2.3.3 标定试样 |
| 2.3.4 标定实验 |
| 2.3.5 数据分析 |
| 2.4 卷焊容器残余应力测量结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 卷焊容器残余应力的盲孔法测量 |
| 3.1 盲孔法计算公式 |
| 3.1.1 应力测量基本原理 |
| 3.1.2 应变释放系数塑性修正 |
| 3.2盲孔法实验 |
| 3.2.1 实验设备 |
| 3.2.2 盲孔法测量残余应力 |
| 3.3 盲孔法与电磁超声法测量结果的对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 卷焊容器残余应力的数值模拟 |
| 4.1 焊接过程有限元分析理论 |
| 4.1.1 焊接温度场的分析理论 |
| 4.1.2 焊接应力场的分析理论 |
| 4.2 卷焊容器焊接残余应力的有限元模拟 |
| 4.2.1 模型建立与网格划分 |
| 4.2.2 热源模型的确定 |
| 4.2.3 材料物理参数的设定 |
| 4.2.4 应力场边界条件 |
| 4.2.5 焊接残余应力模拟结果分析 |
| 4.3 卷板残余应力的有限元模拟 |
| 4.3.1 四辊卷板模型的建立 |
| 4.3.2 卷板残余应力结果分析 |
| 4.4 卷焊容器有限元模型的验证 |
| 4.4.1 焊道简化合理性验证 |
| 4.4.2 网格敏感性分析 |
| 4.4.3 盲孔法验证卷焊容器模型 |
| 4.4.4 卷板残余应力修正母材区外表面模拟应力 |
| 4.5 数值模拟与电磁超声法结果的对比分析 |
| 4.5.1 焊接残余应力沿卷焊容器厚度的分布 |
| 4.5.2 有限元计算与电磁超声法结果的对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（3）考虑几何缺陷与残余应力影响的钢桥面板局部振动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 正交异性钢桥面板的发展 |
| 1.1.2 正交异性钢桥面板振动问题的研究意义 |
| 1.1.3 考虑几何缺陷与残余应力的结构影响研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 初始几何缺陷的研究 |
| 1.2.2 焊接残余应力的研究 |
| 1.3 正交异性钢桥面的结构动力分析 |
| 1.3.1 加劲板动力计算方法 |
| 1.3.2 加劲板非线性振动的研究 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 正交异性钢桥面板初始几何缺陷与焊接残余应力的分布模式 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 正交异性钢桥面板的初始几何缺陷研究 |
| 2.2.1 初始几何缺陷的研究现状 |
| 2.2.2 初始几何缺陷规范对比分析 |
| 2.3 正交异性钢桥面板的焊接残余应力数值模拟及其分布规律 |
| 2.3.1 正交异性钢桥面板焊接热力学数值模拟 |
| 2.3.2 正交异性钢桥面板焊接残余应力分布及简化计算模式 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 正交异性钢桥面板的焊接残余应力试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 盲孔法测量正交异性钢桥面板焊接残余应力方法 |
| 3.2.1 盲孔法基本原理 |
| 3.3 梯形肋加劲板试验试件制作与试验步骤 |
| 3.3.1 梯形肋加劲板试验试件制作与试验器材说明 |
| 3.3.2 测试技术要点 |
| 3.4 试验数据统计与误差分析 |
| 3.4.1 应变释放系数A、B标定试验 |
| 3.4.2 试验数据比较分析 |
| 3.4.3 焊接残余应力误差分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 考虑几何缺陷与初始应力加劲板局部振动研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分析假设与加劲板振动方程的建立 |
| 4.2.1 分析假设与参数说明 |
| 4.3 基于能量原理建立加劲板的振动方程 |
| 4.4 初始几何缺陷与初始应力对加劲板振动特性的影响分析 |
| 4.4.1 工程背景 |
| 4.4.2 初始几何缺陷对加劲板振动特性的影响 |
| 4.4.3 初始应力对加劲板振动特性的影响 |
| 4.5 考虑初始几何缺陷与焊接残余应力的加劲板有限元分析 |
| 4.5.1 数值模拟分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 考虑几何缺陷与初始应力加劲板大幅振动研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 具有初始应力钢桥面加劲板的非线性动力特性 |
| 5.2.1 控制方程 |
| 5.2.2 典型钢桥面加劲板非线性频率的影响分析 |
| 5.2.3 内共振分析 |
| 5.3 考虑初始几何缺陷及初始应力的弹性支承加劲板在冲击载荷作用下的非线性动力响应 |
| 5.3.1 控制方程 |
| 5.3.2 加劲板的冲击时程特性影响因素分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 加劲板的振动试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试件结构尺寸及其初始几何缺陷与残余应力 |
| 6.2.1 试件结构尺寸 |
| 6.2.2 试件初始几何缺陷与残余应力 |
| 6.3 振动试验系统与仪器 |
| 6.4 试验过程与步骤 |
| 6.4.1 自由振动试验步骤 |
| 6.4.2 受迫振动试验步骤 |
| 6.5 钢桥面加劲板振动试验研究 |
| 6.5.1 自由振动试验 |
| 6.5.2 受迫振动试验 |
| 6.5.3 幅值-激励频率特性 |
| 6.5.4 幅值-激励振幅特性 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.主要结论 |
| 2.主要创新点 |
| 3.展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力测试研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 铝合金的焊接方法及其存在的问题 |
| 1.2.1 铝合金单一焊接方法 |
| 1.2.2 铝合金复合焊接方法 |
| 1.3 残余应力研究方法概述 |
| 1.3.1 焊接残余应力测试方法概述 |
| 1.3.2 焊接残余应力数值模拟方法概述 |
| 1.3.3 模态试验法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 试验方法与设备 |
| 2.1 焊接试验设备 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 基于钻孔法的残余应力测试系统 |
| 2.3.1 硬件结构 |
| 2.3.2 软件结构 |
| 2.4 模态试验测量系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 钻孔法测量VPPA-MIG复合焊接残余应力及误差分析 |
| 3.1 钻孔法测量原理 |
| 3.2 误差传递分析 |
| 3.2.1 误差传递理论分析 |
| 3.2.2 测量误差链 |
| 3.3 试验结果及分析 |
| 3.3.1 弹性模量误差分析 |
| 3.3.2 贴片误差分析 |
| 3.3.3 应变取值时间误差分析 |
| 3.3.4 VPPA-MIG复合焊接残余应力测量结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 模态试验法测量焊接残余应力原理及其应用 |
| 4.1 模态试验法测量原理 |
| 4.2 焊接残余应力及其分布 |
| 4.2.1 焊接残余应力产生机理及影响因素 |
| 4.2.2 焊接残余应力的分布 |
| 4.3 拟合焊接残余应力与固有频率的关系 |
| 4.3.1 数据拟合原理 |
| 4.3.2 残余应力与固有频率拟合过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 VPPA-MIG复合焊接残余应力模态试验法测量的数学建模 |
| 5.1 模态试验法测量VPPA-MIG复合焊接残余应力理论分析 |
| 5.1.1 理论解析VPPA-MIG复合焊接残余应力与固有频率的关系 |
| 5.1.2 模态试验验证 |
| 5.2 模态试验法测量复合焊接残余应力的数学建模及过程 |
| 5.2.1 获取不同模态的铝合金VPPA-MIG复合焊件 |
| 5.2.2 测量不同模态下铝合金VPPA-MIG复合焊件固有频率 |
| 5.2.3 测量不同模态下铝合金VPPA-MIG复合焊件残余应力 |
| 5.2.4 拟合铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力与固有频率的关系 |
| 5.3 模态试验法可靠性验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 复合热源能量配比对VPPA-MIG复合焊接残余应力分布的影响 |
| 6.1 设置不同能量配比焊接参数 |
| 6.2 不同能量配比对复合焊接残余应力分布的影响 |
| 6.2.1 能量配比对复合焊接残余应力分布的影响 |
| 6.2.2 根据残余应力优化VPPA-MIG复合焊接参数 |
| 6.3 VPPA-MIG复合焊接与单MIG焊接残余应力对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果 |
| 个人简历 |
（5）焊接空心球节点网架中管-球焊接残余应力的数值模拟与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文主要符号及术语 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 残余应力的概念 |
| 1.3 焊接残余应力的相关概念 |
| 1.3.1 焊接残余应力 |
| 1.3.2 焊接残余应力产生机理 |
| 1.3.3 焊接残余应力的分类 |
| 1.3.4 影响焊接残余应力的因素 |
| 1.4 焊接残余应力对钢焊接结构的影响 |
| 1.5 残余应力与焊接残余应力研究现状 |
| 1.6 焊接空心球节点特性 |
| 1.7 本文研究的主要内容及意义 |
| 第2章 焊接残余应力测定方法与消除 |
| 2.1 焊接残余应力测定方法概况 |
| 2.2 有损检测的机械测定法 |
| 2.2.1 钻孔法与盲孔法 |
| 2.2.2 破坏性的应力释放法 |
| 2.3 无损检测的物理测定法 |
| 2.3.1 X射线衍射法 |
| 2.3.2 磁性测定法 |
| 2.3.3 其他无损检测法 |
| 2.4 焊接残余应力测定方法的比较 |
| 2.5 焊接残余应力测试技术的发展方向 |
| 2.6 焊接残余应力的消除 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于VISUAL ENVIRONMENT的焊接残余应力数值模拟 |
| 3.1 有限元数值模拟的主要过程 |
| 3.2 有限元方法的验证 |
| 3.3 有限元模型的建立 |
| 3.3.1 管-球连接节点有限元模型假定 |
| 3.3.2 单元网格划分 |
| 3.3.3 单元网格分组 |
| 3.4 焊接热源模型 |
| 3.5 焊接前处理 |
| 3.5.1 材料属性 |
| 3.5.2 焊接工艺参数设置 |
| 3.6 焊接温度场的计算和分析 |
| 3.6.1 焊接过程中温度场分布云图 |
| 3.6.2 沿焊缝中心线的温度变化曲线 |
| 3.7 焊接应力场的计算与分析 |
| 3.7.1 焊接过程应力分布云图 |
| 3.7.2 焊接残余应力分布曲线 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 盲孔法测定焊接空心球节点焊接残余应力 |
| 4.1 管-球连接节点规格 |
| 4.2 试验内容及方法选取 |
| 4.3 盲孔法测定焊接残余应力的原理 |
| 4.4 试验方案简述 |
| 4.4.1 试验条件及试件参数 |
| 4.4.2 测点的选择与布置 |
| 4.4.3 应变片的选择与粘贴 |
| 4.4.4 静态应变测量分析系统 |
| 4.5 试验具体操作过程 |
| 4.6 盲孔法试验操作过程中的注意事项 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 焊接空心球节点焊接残余应力计算与分布 |
| 5.1 应变释放系数 |
| 5.1.1 应变释放系数简介 |
| 5.1.2 应变释放系数A、B的计算 |
| 5.1.3 应变释放系数的试验标定 |
| 5.2 试验原始数据 |
| 5.3 试验结果及数据分析 |
| 5.3.1 构件焊接残余应力的计算结果 |
| 5.3.2 计算结果的塑性修正 |
| 5.3.3 焊接残余应力曲线 |
| 5.4 试验结果与有限元仿真的对比分析 |
| 5.5 部分计算焊接残余应力超过钢材屈服强度的原因分析 |
| 5.6 考虑残余应力的疲劳设计方法 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）焊接空心球节点网架中无缝钢管表面残余应力的测试与模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 残余应力的测量方法 |
| 1.2.1 有损测量法 |
| 1.2.2 无损测量法 |
| 1.3 矫直原理和设备 |
| 1.3.1 弯曲矫直分析 |
| 1.3.2 压扁矫直分析 |
| 1.3.3 螺旋接触带 |
| 1.3.4 六斜棍式矫直机 |
| 1.4 钢管残余应力试验研究的研究现状 |
| 1.5 钢管残余应力数值模拟的研究现状 |
| 1.6 本文的研究方法和主要内容 |
| 第二章 盲孔法原理及残余应力实测 |
| 2.1 盲孔法的基本原理 |
| 2.2 焊接空心球试件 |
| 2.3 释放系数A、B的确定 |
| 2.3.1 理论计算法 |
| 2.3.2 试验标定法 |
| 2.4 试验装置和试验实测 |
| 2.4.1 盲孔法实测相关设备 |
| 2.4.2 盲孔测点布置 |
| 2.4.3 盲孔法实测过程 |
| 2.5 焊接空心球节点残余应力测试结果分析 |
| 2.5.1 残余应力计算结果 |
| 2.5.2 残余应力塑性修正结果 |
| 2.5.3 残余应力曲线分布图 |
| 2.5.4 残余应力球面分布图 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 钢管有限元模拟及残余应力分析 |
| 3.1 钢管矫直有限元模拟 |
| 3.1.1 假设条件 |
| 3.1.2 矫直辊模型 |
| 3.1.3 钢管模型 |
| 3.1.4 约束载荷和接触 |
| 3.2 钢管矫直残余应力有限元分析 |
| 3.2.1 矫直模拟应力云图 |
| 3.2.2 残余应力曲线分布图 |
| 3.2.3 残余应力球面分布图 |
| 3.3 焊接空心球管-球焊接有限元模拟 |
| 3.3.1 假设条件 |
| 3.3.2 焊接空心球模型 |
| 3.3.3 焊接分组定义 |
| 3.3.4 焊接参数设置 |
| 3.4 焊接空心球管-球焊接残余应力有限元分析 |
| 3.4.1 远离管趾残余应力分布 |
| 3.4.2 远离球趾残余应力分布 |
| 3.4.3 竖向残余应力分布 |
| 3.5 数值模拟和试验测试数据对比分析 |
| 3.5.1 远离管趾处的对比分析 |
| 3.5.2 远离球趾处的对比分析 |
| 3.5.3 竖向测点处的对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）核反应堆压力容器J型坡口残余应力及裂纹扩展研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 核反应堆压力容器J型坡口和焊接工艺 |
| 1.1.2 核电设备焊接接头断裂失效事故 |
| 1.2 焊接残余应力的测试与研究 |
| 1.2.1 焊接残余应力产生及影响 |
| 1.2.2 残余应力试验研究现状 |
| 1.2.3 焊接数值模拟研究现状 |
| 1.3 焊接残余应力产生的应力腐蚀裂纹研究现状 |
| 1.4 本文研究内容与意义 |
| 1.5 技术路线图 |
| 第二章 焊接温度场和应力场有限元理论基础 |
| 2.1 焊接温度场基础理论 |
| 2.1.1 焊接热传递基本方式 |
| 2.1.2 焊接温度场基本方程 |
| 2.2 焊接应力场基本方程 |
| 2.3 ANSYS焊接仿真分析方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 J型坡口焊接残余应力数值模拟分析 |
| 3.1 J型坡口模型建立与网格划分 |
| 3.1.1 建立三维模型 |
| 3.1.2 材料物理性能参数 |
| 3.1.3 有限元模型建立 |
| 3.2 焊接温度场计算 |
| 3.2.1 热源加载及边界条件 |
| 3.2.2 温度场计算结果及分析 |
| 3.3 应力场计算 |
| 3.3.1 边界条件 |
| 3.3.2 应力场计算结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 J型坡口盲孔法测残余应力试验验证与研究 |
| 4.1 制定试验方案 |
| 4.1.1 试验目的 |
| 4.1.2 试验方法 |
| 4.1.3 试验要求 |
| 4.1.4 试验方案 |
| 4.2 盲孔法测定试验 |
| 4.2.1 测量原理 |
| 4.2.2 试验仪器 |
| 4.2.3 钻孔法测试步骤 |
| 4.3 盲孔法应变释放系数有限元标定 |
| 4.3.1 应变释放系数标定原理 |
| 4.3.2 有限元模型建立 |
| 4.3.3 边界条件与计算结果分析 |
| 4.4 盲孔法残余应力测试结果分析 |
| 4.4.1 不同贯穿件倾角试件外壁测试结果分析 |
| 4.4.2 不同贯穿件倾角试件内壁测试结果分析 |
| 4.4.3 43.7°试件数值模拟与试验结果对比分析 |
| 4.5 试验和数值模拟误差因素分析 |
| 4.5.1 盲孔法试验测试误差分析 |
| 4.5.2 焊接模拟误差分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 J型坡口焊接区裂纹扩展研究 |
| 5.1 J型坡口焊接区工作前后残余应力计算 |
| 5.1.1 焊接有限元模型建立及边界条件 |
| 5.1.2 多个耦合场下的焊接模拟计算过程 |
| 5.1.3 耦合应力场计算结果分析 |
| 5.2 断裂力学基础理论 |
| 5.2.1 裂纹的基本类型 |
| 5.2.2 应力强度因子 |
| 5.2.3 J积分 |
| 5.3 含裂纹贯穿件的焊接应力应变场研究 |
| 5.3.1 含裂纹有限元模型建立 |
| 5.3.2 残余应力场对裂纹扩展尖端应力应变的影响 |
| 5.3.3 裂纹对残余应力场重分布的影响 |
| 5.3.4 残余应力场下裂纹扩展分析 |
| 5.4 残余应力场下含裂纹贯穿件应力强度因子计算 |
| 5.4.1 残余应力场下不同裂纹深度下的应力强度因子 |
| 5.4.2 残余应力场下不同裂纹长度下的应力强度因子 |
| 5.4.3 残余应力场下不同裂纹初始角下的应力强度因子 |
| 5.5 焊接区应力腐蚀裂纹预防措施 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）铝合金挤压型材截面残余应力的试验研究与有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 残余应力概述 |
| 1.3 残余应力研究进展 |
| 1.4 残余应力的测量方法 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 铝合金挤压型材构件残余应力分布的实验研究 |
| 2.1 盲孔法试验原理 |
| 2.2 实验测试的技术条件 |
| 2.3 材性 |
| 2.4 标定实验 |
| 2.5 盲孔法测残余应力试验 |
| 2.5.1 测点的布置 |
| 2.5.2 应变片粘贴与钻孔技术 |
| 2.6 试件尺寸 |
| 2.7 残余应力测试结果及分析 |
| 2.7.1 60×60×2方管 |
| 2.7.2 60×60×3方管 |
| 2.7.3 80×80×2方管 |
| 2.7.4 80×80×3方管 |
| 2.7.5 100×100×2方管 |
| 2.7.6 100×100×3方管 |
| 2.7.7 120×120×3方管 |
| 2.7.8 50×70×2方管 |
| 2.7.9 50×150×2方管 |
| 2.7.10 50×150×3方管 |
| 2.7.11 60×80×2方管 |
| 2.7.12 60×120×3方管 |
| 2.7.13 80×120×2方管 |
| 2.7.14 100×150×2方管 |
| 2.7.15 40×40×2L型铝材 |
| 2.7.16 50×50×2L型铝材 |
| 2.7.17 50×70×2L型铝材 |
| 2.8 影响残余应力的因素分析 |
| 2.8.1 正方形铝合金挤压型材 |
| 2.8.2 矩形铝合金挤压型材 |
| 2.8.3 L形铝合金挤压型材 |
| 2.9 铝合金挤压型材残余应力测试结论 |
| 3 6061-T6铝合金挤压型材残余应力的有限元建模 |
| 3.1 ABAQUS热应力分析简介 |
| 3.2 传热学基本理论 |
| 3.2.1 传热方式 |
| 3.2.2 传热学基本定律 |
| 3.3 铝合金型材挤压过程中内部温度场有限元计算基本理 |
| 3.4 铝合金挤压型材冷却过程的温度场分析 |
| 3.5 铝合金型材内部热应力有限元计算基本理论 |
| 3.6 铝合金型材冷却后残余应力场分析 |
| 3.7 铝合金挤压型材残余应力模拟结论 |
| 4 铝合金挤压型管残余应力有限元分析 |
| 4.1 有限元模型的验证 |
| 4.1.1 分布特征的对比 |
| 4.1.2 残余应力峰值的对比 |
| 4.2 残余应力的影响因素 |
| 4.2.1 板件厚度对残余应力的影响 |
| 4.2.2 材料强度和宽厚比对残余应力的影响 |
| 4.3 分布模型 |
| 4.4 铝合金挤压型材残余应力模拟结论 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 本文结论 |
| 5.2 进一步工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）AM60B和5083异种合金搅拌摩擦焊接研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的与意义 |
| 1.2 镁/铝异种合金焊接性 |
| 1.3 镁/铝异种合金焊接工艺研究现状 |
| 1.3.1 TIG焊和MIG焊 |
| 1.3.2 激光焊 |
| 1.3.3 钎焊 |
| 1.3.4 扩散焊 |
| 1.4 搅拌摩擦焊 |
| 1.4.1 搅拌摩擦焊原理 |
| 1.4.2 搅拌摩擦焊的优点 |
| 1.5 镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接研究现状 |
| 1.6 搅拌摩擦焊温度场数值模拟研究现状 |
| 1.7 搅拌摩擦焊残余应力研究现状 |
| 1.8 研究内容 |
| 1.8.1 焊接工艺窗口的确定 |
| 1.8.2 研究工艺参数对FSW接头的影响 |
| 1.8.3 观察FSW接头的宏观形貌和微观组织 |
| 1.8.4 测试FSW接头的力学性能 |
| 1.8.5 对搅拌摩擦焊温度场进行数值模拟 |
| 1.8.6 测试FSW接头的残余应力 |
| 第二章 试验材料和方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 搅拌头 |
| 2.4 搅拌摩擦焊步骤 |
| 2.4.1 焊前处理 |
| 2.4.2 装夹工件 |
| 2.4.3 进行焊接 |
| 2.5 微观组织观察 |
| 2.5.1 切取试样 |
| 2.5.2 研磨抛光 |
| 2.5.3 腐蚀观察 |
| 2.6 超景深显微镜 |
| 2.7 扫描电镜和能谱分析 |
| 2.8 X射线衍射分析 |
| 2.9 显微硬度测试 |
| 2.10 拉伸试验 |
| 第三章 AM60B镁合金和5083铝合金搅拌摩擦焊接 |
| 3.1 焊接工艺参数 |
| 3.2 接头的宏观组织 |
| 3.2.1 不同焊接工艺参数下接头的焊缝形貌分析 |
| 3.2.2 ω/v值对焊缝形貌和纹路的影响 |
| 3.3 接头的微观组织 |
| 3.3.1 焊缝各区域晶粒组织 |
| 3.3.2 焊缝横截面微观组织 |
| 3.4 接头的显微硬度 |
| 3.4.1 焊缝厚度方向不同位置的硬度曲线 |
| 3.4.2 焊接工艺参数对焊缝硬度分布的影响 |
| 3.5 接头的拉伸性能 |
| 3.5.1 焊接速度对拉伸性能的影响 |
| 3.5.2 旋转速度对拉伸性能的影响 |
| 3.5.3 偏置量对拉伸性能的影响 |
| 3.5.4 异种合金与同种合金FSW接头拉伸性能比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 AM60B和5083异种合金搅拌摩擦焊温度场的数值模拟 |
| 4.1 热源模型的建立 |
| 4.1.1 FSW过程产热分析 |
| 4.1.2 轴肩产热模型 |
| 4.1.3 搅拌针产热模型 |
| 4.2 数值模拟计算 |
| 4.2.1 定义单元类型和网格划分 |
| 4.2.2 材料热物理属性 |
| 4.2.3 边界条件 |
| 4.2.4 计算求解 |
| 4.3 模拟结果与讨论 |
| 4.3.1 不同时刻温度等值线分布云图 |
| 4.3.2 同一截面横向和厚度方向各点温度曲线 |
| 4.3.3 沿焊缝方向各特征点的热循环曲线 |
| 4.3.4 搅拌头旋转速度对温度场的影响 |
| 4.3.5 焊接速度对温度场的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 AM60B和5083 异种合金FSW接头残余应力 |
| 5.1 焊接残余应力的概念与形成机制 |
| 5.2 焊接残余应力的影响 |
| 5.3 焊接残余应力的测量方法 |
| 5.3.1 盲孔法 |
| 5.3.2 轮廓法 |
| 5.3.3 压痕法 |
| 5.3.4 X射线衍射法 |
| 5.3.5 超声波法 |
| 5.4 盲孔法原理 |
| 5.4.1 应力应变关系 |
| 5.4.2 主要残余应力及其方向的计算方法 |
| 5.4.3 A、B释放系数的标定 |
| 5.5 焊接接头残余应力的测量 |
| 5.5.1 盲孔法测量残余应力的步骤 |
| 5.5.2 接头残余应力测量结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（10）钢板混凝土组合结构中栓钉焊接残余应力测定与影响分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 钢板混凝土组合结构连接形式的发展与演变 |
| 1.1.2 栓钉焊接残余应力的研究现状 |
| 1.2 焊接残余应力研究综述 |
| 1.2.1 焊接残余应力产生机理 |
| 1.2.2 焊接残余应力的测定方法 |
| 1.2.3 焊接残余应力的对结构性能的影响 |
| 1.2.4 焊接残余应力的控制与消除 |
| 1.3 栓钉连接件连接性能综述 |
| 1.3.1 栓钉连接件的破坏模式 |
| 1.3.2 栓钉连接件的力学性能研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 栓钉焊接残余应力的试验测量 |
| 2.1 盲孔法测量残余应力的基本原理 |
| 2.2 盲孔法测量残余应力的试验方法 |
| 2.2.1 盲孔法操作步骤 |
| 2.2.2 盲孔法试验试件 |
| 2.3 应变释放系数的测定 |
| 2.3.1 标定试验 |
| 2.3.2 应变释放系数测定结果 |
| 2.4 盲孔法试验方案 |
| 2.4.1 栓钉焊接残余应力最大值测量试验 |
| 2.4.2 栓钉焊接残余应力分布规律测量试验 |
| 2.5 焊接残余应力试验测量结果与分析 |
| 2.5.1 栓钉焊接残余应力最大值 |
| 2.5.2 栓钉焊接残余应力分布规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 栓钉焊接残余应力有限元计算分析 |
| 3.1 焊接残余应力有限元分析方法 |
| 3.2 理论基础 |
| 3.2.1 温度场 |
| 3.2.2 应力场 |
| 3.3 有限元建模 |
| 3.3.1 材料性能参数 |
| 3.3.2 有限元模型 |
| 3.3.3 边界条件 |
| 3.4 间接耦合法焊接模拟过程 |
| 3.4.1 热传导分析过程 |
| 3.4.2 应力分析过程 |
| 3.5 有限元模型温度场计算结果分析 |
| 3.5.1 焊接加热过程温度场结果及分析 |
| 3.5.2 冷却过程温度场结果及分析 |
| 3.6 有限元模型应力场计算结果分析 |
| 3.6.1 Mises等效应力 |
| 3.6.2 径向应力 |
| 3.6.3 环向应力 |
| 3.6.4 有限元计算结果与盲孔法试验结果的对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 栓钉焊接残余应力对组合结构连接性能的影响 |
| 4.1 钢板混凝土组合结构连接性能 |
| 4.1.1 钢板钢材的屈服准则 |
| 4.1.2 栓钉钢材的单轴本构关系 |
| 4.2 栓钉焊接残余应力对钢板力学性能的影响 |
| 4.2.1 焊接残余应力的对钢板钢材力学性能的影响 |
| 4.2.2 盲孔法试验测点的应力状态 |
| 4.3 栓钉焊接残余应力对栓钉力学性能的影响 |
| 4.3.1 栓钉力学性能的有限元计算方法 |
| 4.3.2 栓钉力学性能的有限元计算结果分析 |
| 4.3.3 焊接残余应力的对栓钉钢材力学性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析（论文参考文献）
- [1]深海管线钢焊接残余应力研究[D]. 张衡. 湘潭大学, 2020(02)
- [2]Q345R制卷焊容器残余应力的电磁超声测量研究[D]. 欧阳林婷. 浙江大学, 2020(08)
- [3]考虑几何缺陷与残余应力影响的钢桥面板局部振动研究[D]. 王天琦. 华南理工大学, 2020
- [4]高强铝合金VPPA-MIG复合焊接残余应力测试研究[D]. 甘世明. 内蒙古工业大学, 2020
- [5]焊接空心球节点网架中管-球焊接残余应力的数值模拟与试验研究[D]. 李洋. 太原理工大学, 2020(07)
- [6]焊接空心球节点网架中无缝钢管表面残余应力的测试与模拟分析[D]. 韩敬鉴. 太原理工大学, 2020
- [7]核反应堆压力容器J型坡口残余应力及裂纹扩展研究[D]. 贾明辉. 华南理工大学, 2020(02)
- [8]铝合金挤压型材截面残余应力的试验研究与有限元分析[D]. 陈怀远. 西安建筑科技大学, 2020(01)
- [9]AM60B和5083异种合金搅拌摩擦焊接研究[D]. 殷凯. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [10]钢板混凝土组合结构中栓钉焊接残余应力测定与影响分析[D]. 刘昱含. 上海交通大学, 2019(06)