激光焊接应力变形分析及其抑制（荣佑民，黄禹著）

图书标准信息

• 作者 荣佑民；黄禹
• 出版社 华中科技大学出版社
• 出版时间 2020-11
• 版次 1
• ISBN 9787568065924
• 定价 98.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 200页

【内容简介】

激光焊接是激光加工中应用为成熟的技术之一，具有热输入小、深宽比大、晶粒细小、热影响区窄、变形小、焊缝美观及效率高等优势，已广泛应用到航空、航天、汽车、海洋等领域。然而，激光焊接极快热循环下熔化与凝固的不平衡态，必然引起焊后应力变形行为，影响焊接结构件的几何精度和力学性能，尤其是对疲劳等动态力学性能影响更大。为此，本书通过有限元计算和试验验证相结合的方法，具体介绍了激光焊接计算基础理论方法与实现方法、固态相变行为及其影响、模型计算效率与精度提升、接头应力不均匀性分析、应力变形磁场辅助抑制方法等内容。

【作者简介】

荣佑民，山东临沭人，博士（后），华中科技大学机械学院讲师、硕导，主要从事激光加工技术与装备的应用基础研究和关键技术开发。研究成果，在Marine Structures、International Journal of Mechanical Sciences、Robotics and Computer-Integrated Manufacturing等权威期刊发表SCI论文33篇（一作16篇、通讯4篇），兼任Thin-Walled Structures、Journal of Materials Processing Technology、中国表面工程等期刊审稿人，申请发明专利32项、授权3项，授权软件著作权3项，获2017年湖北省科技进步一等奖1项等。

【目录】

第1章绪论(1)1.1激光焊接技术简述(1)1.1.1激光焊接介绍(1)1.1.2激光焊接应用(2)1.2激光焊接的焦点问题(5)1.2.1激光及其复合焊接工艺(5)1.2.2激光焊接熔凝动力学行为(8)1.2.3激光焊接应力变形行为(12)1.2.4激光焊接接头力学性能(13)1.3焊接应力变形(14)1.3.1焊接接头应力变形计算方法(14)1.3.2大型复杂构件焊接变形预测(19)1.3.3焊接应力变形常用测量方法(21)1.3.4焊接变形预测的应用(23)参考文献(25)第2章基本理论与实现方法(34)2.1温度场有限元理论(34)2.1.1热传导控制方程(34)2.1.2熔化潜热的处理(35)2.1.3温度场边界条件(35)2.2热弹塑性有限元理论(35)2.2.1焊接热力平衡过程分析(35)2.2.2热弹塑性应力应变关系(36)2.2.3有限单元位移应变矩阵(37)2.2.4基于径向返回算法的应力快速更新(39)2.2.5材料雅可比矩阵(41)2.3固有应变有限元方法(42)2.4基于商业软件的模型实现(44)2.4.1常用计算软件平台(44)2.4.2基于Ansys的二次开发流程(49)参考文献(53)第3章激光焊接固态相变行为及其影响(55)3.1激光焊接相变过程分析(55)3.1.1固态相变热力学基础(55)3.1.2熔化凝固过程相变行为(58)3.1.3相变温度临界点的计算(59)3.2相变平衡相体积分数(60)3.3基于相变热力学的固态相变模型(61)3.3.1奥氏体相变(61)3.3.2扩散型相变(63)3.3.3贝氏体相变(66)3.3.4马氏体相变(68)3.4固态相变对应力场计算的影响(70)3.4.1固态相变对物性参数的影响(70)3.4.2固态相变引起单元体积膨胀行为(72)3.4.3马氏体相变对应变增量影响规律(72)3.5应用案例：海洋高强钢EH36激光焊接(73)3.5.1EH36激光焊接试验(73)3.5.2有限元模型与求解(74)3.5.3EH36激光焊接温度演变行为(75)3.5.4微观组织及相组分的分析(78)3.5.5残余应力与塑性应变分布规律(81)参考文献(84)第4章热弹塑性有限元计算效率和精度提升(87)4.13D/Shell单元组合与多屈服曲线的应用(87)4.2应用案例1：T形接头MAG电弧焊接(90)4.2.1有限元模型与求解(90)4.2.2温度场结果与分析(92)4.2.3角变形结果与分析(93)4.2.4残余应力结果与分析(97)4.2.5计算性能的对比分析(103)4.3应用案例2：T形接头激光焊接(105)4.3.1激光焊接试验(105)4.3.2焊缝形貌与微观组织分析(106)4.3.3焊接应力变形分析(106)4.4应用案例3：大型构件激光电弧复合焊接(114)4.4.1海洋大型导流管结构分析(114)4.4.2有限元建模及边界参数(114)4.4.3接头级应力变形分析(117)4.4.4焊接顺序优化选择(122)4.4.5构件级变形预测分析(129)参考文献(139)第5章激光焊接应力不均匀分布行为(141)5.1焊接头应力不均匀性的危害(141)5.2激光焊接瞬态应变波动行为(143)5.2.1激光焊接试验及测量(143)5.2.2有限元建模及热源模型(144)5.2.3焊缝轮廓拟合结果分析(145)5.2.4焊接过程瞬态应变结果分析(146)5.2.5焊后残余应力变形分析(150)5.3激光焊接温度应力/变形断裂行为(153)5.3.1激光焊接试验(153)5.3.2有限元建模及热源模型(153)5.3.3温度场分布不均匀性分析(155)5.3.4热致力学不均匀性分析(156)5.3.5焊接头拉伸断裂行为分析(164)参考文献(165)第6章激光焊接应力变形磁场辅助抑制方法(166)6.1磁场辅助激光焊接工艺分析(166)6.1.1磁场辅助激光焊接试验(166)6.1.2磁场对动态熔透过程的影响行为(166)6.1.3磁场对焊缝形貌与组织的影响行为(174)6.2不锈钢激光焊接热循环及变形的磁场辅助抑制(177)6.2.1有限元建模及边界条件(177)6.2.2温度场结果与分析(179)6.2.3角变形结果与分析(181)6.3异种接头激光焊接应力变形的磁场辅助抑制(182)6.3.1有限元建模及边界条件(182)6.3.2温度场结果与分析(184)6.3.3残余应力与角变形结果与分析(186)参考文献(191)