《焊接应力及变形》PPT课件

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1、第二章焊接应力与变形§2.1内应力及变形的一些基本概念一、内应力的概念二、应力分类1．按内应力涉及范围分第一类内应力，又称宏观内应力第二类内应力，又称微观内应力第三类内应力，又称超微观内应力2．按内应力产生原因分温度应力、残余应力第二章焊接应力与变形温度应力§2.1内应力及变形的一些基本概念第二章焊接应力与变形不均匀变形引起的残余应力§2.1内应力及变形的一些基本概念第二章焊接应力与变形§2.2均匀受热杆件的应力和变形一、基本概念1.自由变形率2.外观变形率3.内部变形率第二章焊接应力与变形§2.2均匀受热杆件的应力和变形第二章焊接应力与变形二、杆件在热循环中应力与变形的演变

2、过程1.两端刚性拘束杆件2.膨胀拘束，收缩自由杆件3.有自由伸长间隙的杆件4.弹性拘束状态下杆件的应力和变形演变过程§2.2均匀受热杆件的应力和变形第二章焊接应力与变形两端刚性拘束杆件§2.2均匀受热杆件的应力和变形第二章焊接应力与变形两端刚性拘束杆件§2.2均匀受热杆件的应力和变形第二章焊接应力与变形两端刚性拘束杆件§2.2均匀受热杆件的应力和变形第二章焊接应力与变形膨胀拘束，收缩自由杆件§2.2均匀受热杆件的应力和变形第二章焊接应力与变形有自由伸长间隙的杆件§2.2均匀受热杆件的应力和变形第二章焊接应力与变形有自由伸长间隙的杆件§2.2均匀受热杆件的应力和变形第二章焊接应

3、力与变形弹性拘束状态下杆件的应力和变形演变过程§2.2均匀受热杆件的应力和变形第二章焊接应力与变形§2.3板条不均匀加热的应力和变形一.板条中心加热二.长板条边缘加热三.焊接过程产生的应力和变形1．焊接应力及变形的复杂性2．焊接应力和变形的简化方法第二章焊接应力与变形§2.3板条不均匀加热的应力和变形一板条中心加热第二章焊接应力与变形一板条中心加热§2.3板条不均匀加热的应力和变形第二章焊接应力与变形二.长板条边缘加热§2.3板条不均匀加热的应力和变形第二章焊接应力与变形二.长板条边缘加热§2.3板条不均匀加热的应力和变形第二章焊接应力与变形1．焊接应力及变形的复杂性(1)温

4、度场极不均匀，温度梯度大。(2)金属的力学性能和热物理参数随温度不同而发生变化。(3)焊接过程中发生相变，引起物理和力学参量的变化。(4)焊接热源移动，焊件各截面上温度分布是时间的函数。§2.3板条不均匀加热的应力和变形第二章焊接应力与变形2．焊接应力和变形的简化方法(1)除屈服极限外，金属的物理性能和力学性能都是常数，与温度无关。(2)小于500℃，σs不变；500~600℃，σs直线下降到零；600℃以上，低碳钢失去抗力，处于完全塑性状态。(3)不考虑相变产生的应力。(4)服从平面假设原则。§2.3板条不均匀加热的应力和变形§2.3板条不均匀加热的应力和变形焊接应力及变形

5、的演变过程焊接应力及变形的演变过程焊接热应变循环第二章焊接应力与变形§2.3板条不均匀加热的应力和变形第二章焊接应力与变形§2.4焊接残余应力一、焊接残余应力分布1、纵向焊接残余应力分布及影响因素（1）焊缝长度的影响（2）材质的影响（3）钢的相变对纵向残余应力的影响§2.4焊接残余应力§2.4焊接残余应力焊缝长度的影响第二章焊接应力与变形§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形（3）钢的相变对纵向残余应力的影响§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形横向残余

6、应力的产生§2.4焊接残余应力2．横向残余应力分布及影响因素第二章焊接应力与变形横向残余应力的产生机理§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形(2)影响横向残余应力的因素焊缝长度对横向残余应力的影响§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形(2)影响横向残余应力的因素焊接方向和顺序的影响§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形3．厚板中的残余应力§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形4．封闭焊缝产生的内应力§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形§2.4焊接残余应力4．封闭焊缝产生的内应力5．焊接梁、拄的残余应力第二章焊接应力与变形§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形二、

7、焊接残余应力对性能的影响1．残余应力对静载强度的影响2．残余应力对机加工精度和构件尺寸稳定性的影响3．残余应力对受压杆件稳定性的影响4．焊接残余应力对刚度的影响5．残余应力对应力腐蚀开裂的影响第二章焊接应力与变形1．残余应力对静载强度的响§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形3．残余应力对受压杆件稳定性的影响§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形4.焊接残余应力对刚度的影响§2.4焊接残余应力第二章焊接应力与变形三、减小残余应力的措施1．采用合理的焊接顺序2．减小接头刚度3．采用加热减应区法4．机械