了得網工業技術_激光焊接應力變形分析及其抑制（榮佑民，黃禹著）

編輯推薦

當前已出版的激光焊接技術方面的書籍，更多側重的是激光焊接工藝、熔池流動及應用；也有電弧焊接數值模擬的書籍。但是，關於激光焊接應力變形機理方面的書籍還很少，本書對此進行了詳細介紹，有助於激光加工領域工程技術人員分析了解激光焊接應力的機理與抑制方法。

內容簡介

激光焊接是激光加工中應用為成熟的技術之一，具有熱輸入小、深寬比大、晶粒細小、熱影響區窄、變形小、焊縫美觀及效率高等優勢，已廣泛應用到航空、航天、汽車、海洋等領域。然而，激光焊接極快熱循環下熔化與凝固的不平衡態，必然引起焊後應力變形行為，影響焊接結構件的幾何精度和力學性能，尤其是對疲勞等動態力學性能影響更大。為此，本書通計算和試驗驗證相結合的方法，具體介紹了激光焊接計算基礎理論方法與實現方法、固態相變行為及其影響、模型計算效率與精度提升、接頭應力不均勻性分析、應力變形磁場輔助抑制方法等內容。

作者簡介

榮佑民，山東臨沭人，博士（後），華中科技大學機械學院講師、碩導，主要從事激光加工技術與裝備的應用基礎研究和關鍵技術開發。研究成果，在Marine Structures、International Journal of Mechanical Sciences、Robotics and Computer-Integrated Manufacturing等權威期刊發表SCI論文33篇（一作16篇、通訊4篇），兼任Thin-Walled Structures、Journal of Materials Processing Technology、中國表面工程等期刊審稿人，申請發明專利32項、授權3項，授權軟件著作權3項，獲2017年湖北省科技進步一等獎1項等。

第1章緒論(1)1.1激光焊接技術簡述(1)1.1.1激光焊接介紹(1)1.1.2激光焊接應用(2)1.2激光焊接的焦點問題(5)1.2.1激光及其復合焊接工藝(5)1.2.2激光焊接熔凝動力學行為(8)1.2.3激光焊接應力變形行為(12)1.2.4激光焊接接頭力學性能(13)1.3焊接應力變形(14)1.3.1焊接接頭應力變形計算方法(14)1.3.2大型復雜構件焊接變形預測(19)1.3.3焊接應力變形常用測量方法(21)1.3.4焊接變形預測的應用(23)參考文獻(25)第2章基本理論與實現方法(34)2.1溫度理論(34)2.1.1熱傳導控制方程(34)2.1.2熔化潛熱的處理(35)2.1.3溫度場邊界條件(35)2.2熱彈塑理論(35)2.2.1焊接熱力平衡過程分析(35)2.2.2熱彈塑性應力應變關繫(36)2.2.3位移應變矩陣(37)2.2.4基於徑向返回算法的應力快速更新(39)2.2.5材料雅可比矩陣(41)2.3固有應方法(42)2.4基於商業軟件的模型實現(44)2.4.1常用計算軟件平臺(44)2.4.2基於Ansys的二次開發流程(49)參考文獻(53)第3章激光焊接固態相變行為及其影響(55)3.1激光焊接相變過程分析(55)3.1.1固態相變熱力學基礎(55)3.1.2熔化凝固過程相變行為(58)3.1.3相變溫度臨界點的計算(59)3.2相變平衡相體積分數(60)3.3基於相變熱力學的固態相變模型(61)3.3.1奧氏體相變(61)3.3.2擴散型相變(63)3.3.3貝氏體相變(66)3.3.4馬氏體相變(68)3.4固態相變對應力場計算的影響(70)3.4.1固態相變對物性參數的影響(70)3.4.2固態相變體積膨脹行為(72)3.4.3馬氏體相變對應變增量影響規律(72)3.5應用案例：海洋高強鋼EH36激光焊接(73)3.5.1EH36激光焊接試驗(73)3.5.模型與求解(74)3.5.3EH36激光焊接溫度演變行為(75)3.5.4微觀組織及相組分的分析(78)3.5.5殘餘應力與塑性應變分布規律(81)參考文獻(84)第4章熱彈塑計算效率和精度提升(87)4.13D/She組合與多屈服曲線的應用(87)4.2應用案例1：T形接頭MAG電弧焊接(90)4.2.模型與求解(90)4.2.2溫度場結果與分析(92)4.2.3角變形結果與分析(93)4.2.4殘餘應力結果與分析(97)4.2.5計算性能的對比分析(103)4.3應用案例2：T形接頭激光焊接(105)4.3.1激光焊接試驗(105)4.3.2焊縫形貌與微觀組織分析(106)4.3.3焊接應力變形分析(106)4.4應用案例3：大型構件激光電弧復合焊接(114)4.4.1海洋大型導流管結構分析(114)4.4.建模及邊界參數(114)4.4.3接頭級應力變形分析(117)4.4.4焊接順序優化選擇(122)4.4.5構件級變形預測分析(129)參考文獻(139)第5章激光焊接應力不均勻分布行為(141)5.1焊接頭應力不均勻性的危害(141)5.2激光焊接瞬態應變波動行為(143)5.2.1激光焊接試驗及測量(143)5.2.建模及熱源模型(144)5.2.3焊縫輪廓擬合結果分析(145)5.2.4焊接過程瞬態應變結果分析(146)5.2.5焊後殘餘應力變形分析(150)5.3激光焊接溫度應力/變形斷裂行為(153)5.3.1激光焊接試驗(153)5.3.建模及熱源模型(153)5.3.3溫度場分布不均勻性分析(155)5.3.4熱致力學不均勻性分析(156)5.3.5焊接頭拉伸斷裂行為分析(164)參考文獻(165)第6章激光焊接應力變形磁場輔助抑制方法(166)6.1磁場輔助激光焊接工藝分析(166)6.1.1磁場輔助激光焊接試驗(166)6.1.2磁場對動態熔透過程的影響行為(166)6.1.3磁場對焊縫形貌與組織的影響行為(174)6.2不鏽鋼激光焊接熱循環及變形的磁場輔助抑制(177)6.2.建模及邊界條件(177)6.2.2溫度場結果與分析(179)6.2.3角變形結果與分析(181)6.3異種接頭激光焊接應力變形的磁場輔助抑制(182)6.3.建模及邊界條件(182)6.3.2溫度場結果與分析(184)6.3.3殘餘應力與角變形結果與分析(186)參考文獻(191)

前言

激光焊接具有熱輸入小、深寬比大、晶粒細小、熱影響區窄、變形小等優勢，廣泛應用於航空、航天、汽車、海洋等領域。然而，極快熱循環下熔化與凝固的不平衡態，必然加劇焊後應力變形不均勻行為，影響焊接結構件的幾何精度和力學性能，尤其對疲勞等動態力學性能影響更大。本書圍繞激光焊接應力變形及其抑制的主題，主要介紹了通分析和試驗驗證相結合的方法，開展相關研究工作取得的成果，具體包括：激光焊接建模及計算基礎理論與實現方法、高強鋼焊接瞬態固態相變行為及其影響、接頭級至構件級計算效率與精度提升、接頭應變瞬態波動及應力不均勻性行為、接頭應力變形磁場輔助抑制思路及效果等五個方面。所取得的成果，將為航空、航天、海洋等領域復雜結構件激光焊接殘餘應力調控和變形抑制提供一定的理論依據與技術支撐。本書的撰寫，得到了課題組同事們的大力指導和幫助。作者要特別感謝段正澄院士、邵新宇院士對科研工作的幫助和支持，感謝蔣平教授、王春明教授、馬修泉研究員、龐盛永副教授、米高陽博士等的研究建議，也要感謝常勇、徐加俊、陳龍、王璐等同學的試驗測試協助和文字修改幫助。本書是課題組正在執行的國家自然科學基金創新研究群體項目“高性能數字制造裝備的基礎研究”(編號：51721092)和青年科學基金項目“微觀多相協調機制下超大功率激光焊接應力不均勻行為及多重調控”(編號：51905191)的部分成果。在此，要特別感謝國家自然科學基金委員會的資助和支持。由於作者水平有限，書中難免會有不足之處，懇請讀者批評指正。

商品搜索

商品分类

【醫學】

【各大出版社】