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內容簡介

　　《焊接結構》主要在介紹焊接結構的基本知識，焊接變形與應力的産生機理、影響因素和調控措施的基礎上，對焊接接頭及結構在各種類型載荷作用下的力學行為進行分析和討論，進一步分析典型焊接結構的力學特徵及設計要點，並對焊接結構可靠性分析方法進行瞭介紹。
　　全書共分8章，分彆為焊接接頭靜載力學行為，焊接變形和應力，焊接結構斷裂性能，焊接結構疲勞性能，焊接結構應力腐蝕破壞，焊接結構高溫力學性能，焊接結構力學特徵及結構設計，焊接結構可靠性分析。本書理論聯係實際，突齣焊接結構的基本特點和力學問題，並適當反映國內外的最新研究成果和發展趨勢。針對焊接結構在腐蝕環境和高溫環境應用增多的情況，增加瞭焊接結構應力腐蝕破壞、高溫力學性能以及焊接結構可靠性分析方法等內容。
　　《焊接結構》可作為材料成型及控製工程專業、焊接技術與工程專業及材料熱加工專業的本科生或研究生教材，也可供從事焊接專業的工程技術人員參考。

目錄

第1章焊接接頭靜載力學行為
1.1焊接接頭的基本概念
1.1.1焊接接頭的組成
1.1.2焊接接頭的特點
1.1.3焊縫及焊接接頭的基本形式
1.1.4焊縫及接頭形式的錶示方法
1.2焊接接頭的不均勻性及其力學行為
1.2.1焊接接頭宏觀力學性能的一般特徵
1.2.2焊縫金屬的力學性能
1.2.3熱影響區金屬的力學性能
1.2.4焊接接頭的力學性能
1.3焊接接頭的工作應力分布和工作性能
1.3.1焊縫性質和應力集中概念
1.3.2熔化焊接頭的工作應力分布
1.3.3電阻焊接頭的工作應力分布
1.3.4應力集中對工作性能的影響
1.4焊接接頭靜載強度計算
1.4.1靜載強度計算的方法和假設條件
1.4.2熔化焊接頭的靜載強度計算
1.4.3電阻焊接頭的靜載強度計算
習題與思考題

第2章焊接變形和應力
2.1焊接變形與應力的産生機理
2.1.1自由變形、外觀變形和內部變形
2.1.2焊接內應力的種類和産生
2.1.3不均勻溫度場作用下的變形和應力
2.1.4焊接引起的變形和應力
2.1.5焊接熱應變循環
2.2焊接殘餘變形
2.2.1縱嚮收縮變形
2.2.2橫嚮收縮變形
2.2.3彎麯變形
2.2.4角變形
2.2.5波浪變形
2.2.6錯邊變形
2.2.7扭麯變形
2.3焊接殘餘應力
2.3.1焊接殘餘應力的分布
2.3.2焊接殘餘應力對焊接結構性能的影響
2.4焊接變形與殘餘應力的調控措施
2.4.1焊前預防措施
2.4.2焊中控製措施
2.4.3焊後調節措施
2.5焊接殘餘應力的測量方法
2.5.1測量方法的分類
2.5.2常用測量方法
2.6焊接變形與應力數值模擬計算
2.6.1數值模擬計算的作用和意義
2.6.2數值模擬案例分析
習題與思考題

第3章焊接結構斷裂性能
3.1脆性斷裂的特徵
3.2金屬材料的斷裂及其影響因素
3.2.1金屬材料斷裂的機製和形態
3.2.2影響金屬脆斷的主要因素
3.3焊接結構的脆性斷裂
3.3.1焊接結構的特點對脆斷的影響
3.3.2焊接製造工藝對脆斷的影響
3.4焊接結構抗開裂性能與止裂性能
3.4.1焊接結構設計準則
3.4.2焊接接頭抗開裂性能試驗
3.4.3焊接接頭止裂性能試驗
3.5預防焊接結構脆性斷裂的措施
3.5.1正確選用材料
3.5.2閤理設計焊接結構
3.6用斷裂力學方法評定結構安全性
3.6.1“閤於使用”的原則
3.6.2麵型缺陷的評定
3.6.3體積型缺陷的評定
習題與思考題

第4章焊接結構疲勞性能
4.1焊接結構疲勞問題的研究背景
4.1.1焊接結構疲勞失效的原因
4.1.2焊接結構疲勞斷裂事例
4.2金屬材料疲勞錶徵和疲勞類型
4.2.1疲勞載荷及其錶示方法
4.2.2基礎疲勞試驗及疲勞麯綫
4.2.3疲勞強度的常用錶示法
4.2.4疲勞強度的影響因素
4.2.5金屬材料的疲勞分類
4.2.6應變疲勞簡介
4.3金屬材料疲勞斷裂過程和斷口特徵
4.3.1金屬材料疲勞斷裂的過程
4.3.2疲勞斷口的特徵
4.4斷裂力學在疲勞裂紋擴展研究中的應用
4.4.1裂紋和亞臨界擴展
4.4.2疲勞裂紋擴展速率da/dN��ΔK麯綫
4.4.3疲勞裂紋擴展壽命的估算
4.5影響焊接接頭疲勞強度的因素
4.5.1應力集中的影響
4.5.2近縫區金屬性能變化的影響
4.5.3焊接殘餘應力的影響
4.5.4焊接缺陷的影響
4.5.5外載應力循環比的影響
4.5.6構件尺寸的影響
4.5.7服役溫度的影響
4.6提高焊接結構疲勞強度的措施
4.6.1提高焊接接頭疲勞強度的途徑分析
4.6.2提高疲勞強度的工藝措施
4.6.3提高疲勞強度幾種工藝方法的定量分析與比較
4.7焊接接頭疲勞設計與評價方法
4.7.1焊接結構疲勞強度設計概述
4.7.2焊接接頭疲勞數據的統計方法
4.7.3焊接結構疲勞強度設計與評價
方法
習題與思考題

第5章焊接結構應力腐蝕破壞
5.1應力腐蝕及其發生條件
5.1.1應力腐蝕破壞
5.1.2應力腐蝕發生的條件
5.1.3焊接結構的應力腐蝕
5.2應力腐蝕開裂機製及其斷口特徵
5.2.1應力腐蝕開裂的過程
5.2.2應力腐蝕開裂的機製
5.2.3應力腐蝕開裂的斷口特徵
5.3斷裂力學在應力腐蝕中的應用
5.3.1斷裂力學在應力腐蝕中的適用性
5.3.2斷裂力學在應力腐蝕中的評定指標
5.3.3KISCC和da/dt在結構設計中的應用
5.4焊接結構應力腐蝕的預防措施
5.4.1正確選擇材料
5.4.2閤理設計結構
5.4.3調控焊接殘餘應力
5.4.4構件錶麵防護措施
5.5焊接結構應力腐蝕的安全評定
5.5.1采用K準則的缺陷評定方法
5.5.2應力腐蝕裂紋擴展速率評定方法
習題與思考題

第6章焊接結構高溫力學性能
6.1材料高溫力學性能
6.1.1力學性能的變化
6.1.2蠕變及蠕變機理
6.1.3蠕變性能指標
6.1.4蠕變壽命預測方法
6.2蠕變損傷和蠕變裂紋擴展
6.2.1蠕變損傷
6.2.2蠕變斷裂
6.3焊接接頭的蠕變性能
6.3.1焊接接頭蠕變特性
6.3.2焊接接頭蠕變斷裂類型
6.3.3顯微組織對高溫蠕變的影響
6.3.4焊接殘餘應力對高溫失效的影響
6.4焊接接頭高溫性能的研究與試驗方法
6.4.1焊接接頭高溫性能的研究方法
6.4.2焊接接頭高溫性能的試驗方法
6.4.3焊接結構高溫完整性評定方法
習題與思考題

第7章焊接結構力學特徵及結構設計
7.1焊接結構的特點及分類
7.1.1焊接結構的特點
7.1.2焊接結構的分類
7.1.3焊接結構涉及的力學性能
7.2焊接結構力學特徵
7.2.1桁架結構及其力學特徵
7.2.2闆殼結構及其力學特徵
7.2.3實體結構及其力學特徵
7.3焊接結構設計
7.3.1焊接結構的設計方法
7.3.2焊接結構設計的閤理性分析
7.3.3焊接結構設計中應注意的問題
7.4焊接結構實例分析
7.4.1壓力容器
7.4.2橋式起重機主梁
7.4.3焊接機床機身
7.4.4焊接鏇轉體
7.4.5薄闆結構
習題與思考題

第8章焊接結構可靠性分析
8.1結構可靠性分析的概念
8.1.1結構設計中的不確定性
8.1.2結構使用中的風險性
8.1.3工程結構的可靠性
8.1.4可靠性、安全性與完整性的關係
8.2焊接結構的焊接性分析
8.2.1構件焊接性
8.2.2影響構件焊接性的因素
8.2.3熱�擦Κ滄櫓�的交互關係
8.3焊接結構的完整性評定
8.3.1焊接結構完整性概念
8.3.2含缺陷焊接結構評定原理和程序
8.3.3焊接結構“閤於使用”評定方法
8.4焊接結構失效分析
8.4.1失效分析的思路
8.4.2失效分析的步驟和內容
8.4.3焊接結構失效原因分析
8.4.4焊接結構失效案例分析
習題與思考題

參考文獻

精彩書摘

　　（2）熱物理性能假定金屬材料的熱物理性能是隨溫度發生變化的，如熱導率λ和熱膨脹係數α等，它們直接影響溫度分布函數f（x）和伸縮量ΔL，但由於其影響非常復雜且相對影響較小，在沒有特彆提到時，均假定金屬材料的熱物理性能不隨溫度發生變化。（3）力學性能假定金屬材料的力學性能是隨溫度發生變化的。這些變化必然會影響到整個焊接過程中的應力分布，使問題復雜化。但為瞭分析方便，對於低碳鋼而言通常用一條水平綫和一條斜綫組成的摺綫來簡化實際的屈服強度σs隨溫度的變化麯綫，假定在500℃以下為一個常量，即室溫下的σs，而從500～600℃直綫下降到零。屈服強度σs=0的溫度Tp稱塑性溫度或力學熔點，按這個力學性能假定，低碳鋼材料的塑性溫度Tp=600℃。（4）相變點假定由於焊接時的溫度變化範圍大，可能齣現固態相變，相變結果將引起許多物理和力學參量的變化，也會産生相變應力。在上述的分析中沒有考慮相變對焊接應力和變形的影響，這是因為金屬材料的相變溫度Ar1高於其塑性溫度Tp，在相變時金屬處於塑性狀態，這時的金屬不參與溫度－應力的平衡，對其之後的應力和變形不産生影響。對相變溫度Ar1低於塑性溫度Tp的材料，它對殘餘應力和變形的影響是不能忽視的。在討論焊接變形及應力時如沒有特彆提及相變時，均假定相變溫度Ar1>Tp。此外，焊接時焊件受到不均勻加熱並使焊縫區熔化，與焊接熔池毗鄰的高溫區材料的熱膨脹則受到周圍冷態材料的製約，産生不均勻的壓縮塑性變形。在冷卻的過程中，已經發生壓縮塑性變形的焊縫兩側近縫區金屬受到母材側金屬的製約，不能自由收縮而産生一定的拉應力。但是焊縫熔池液態金屬沒有壓縮塑性變形的現象，它隻是在冷卻凝固收縮時因受到製約而産生收縮拉應力，拉應力往往達到金屬材料的屈服強度。兩個區域的應力産生機理不一樣，但其作用都使得焊接接頭産生拉應力和收縮變形，所以有時將焊縫區與熱影響區的應力産生機理假定為一緻，都是由高溫時候的壓縮塑性變形所引起的。
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