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66千字 字数
2020-09-01 发行日期
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主编推荐语

分析了解激光焊接应力的机理与抑制方法。

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。

目录

  • 版权信息
  • 前言
  • 第1章 绪论
  • 1.1 激光焊接技术简述
  • 1.1.1 激光焊接介绍
  • 1.1.2 激光焊接应用
  • 1.2 激光焊接的焦点问题
  • 1.2.1 激光及其复合焊接工艺
  • 1.2.2 激光焊接熔凝动力学行为
  • 1.2.3 激光焊接应力变形行为
  • 1.2.4 激光焊接接头力学性能
  • 1.3 焊接应力变形
  • 1.3.1 焊接接头应力变形计算方法
  • 1.3.2 大型复杂构件焊接变形预测
  • 1.3.3 焊接应力变形常用测量方法
  • 1.3.4 焊接变形预测的应用
  • 第2章 基本理论与实现方法
  • 2.1 温度场有限元理论
  • 2.1.1 热传导控制方程
  • 2.1.2 熔化潜热的处理
  • 2.1.3 温度场边界条件
  • 2.2 热弹塑性有限元理论
  • 2.2.1 焊接热-力平衡过程分析
  • 2.2.2 热弹塑性应力-应变关系
  • 2.2.3 有限单元位移-应变矩阵
  • 2.2.4 基于径向返回算法的应力快速更新
  • 2.2.5 材料雅可比矩阵
  • 2.3 固有应变有限元方法
  • 2.4 基于商业软件的模型实现
  • 2.4.1 常用计算软件平台
  • 2.4.2 基于Ansys的二次开发流程
  • 第3章 激光焊接固态相变行为及其影响
  • 3.1 激光焊接相变过程分析
  • 3.1.1 固态相变热力学基础
  • 3.1.2 熔化-凝固过程相变行为
  • 3.1.3 相变温度临界点的计算
  • 3.2 相变平衡相体积分数
  • 3.3 基于相变热力学的固态相变模型
  • 3.3.1 奥氏体相变
  • 3.3.2 扩散型相变
  • 3.3.3 贝氏体相变
  • 3.3.4 马氏体相变
  • 3.4 固态相变对应力场计算的影响
  • 3.4.1 固态相变对物性参数的影响
  • 3.4.2 固态相变引起单元体积膨胀行为
  • 3.4.3 马氏体相变对应变增量影响规律
  • 3.5 应用案例：高强钢EH36激光焊接
  • 3.5.1 EH36激光焊接试验
  • 3.5.2 有限元模型与求解
  • 3.5.3 EH36激光焊接温度演变行为
  • 3.5.4 微观组织及相组分的分析
  • 3.5.5 残余应力与塑性应变分布规律
  • 第4章 热弹塑性有限元计算效率和精度提升
  • 4.1 3D/Shell单元组合与多屈服曲线的应用
  • 4.2 应用案例1：T形接头MAG电弧焊接
  • 4.2.1 有限元模型与求解
  • 4.2.2 温度场结果与分析
  • 4.2.3 角变形结果与分析
  • 4.2.4 残余应力结果与分析
  • 4.2.5 计算性能的对比分析
  • 4.3 应用案例2：T形接头激光焊接
  • 4.3.1 激光焊接试验
  • 4.3.2 焊缝形貌与微观组织分析
  • 4.3.3 焊接应力变形分析
  • 4.4 应用案例3：大型构件激光电弧复合焊接
  • 4.4.1 海洋大型导流管结构分析
  • 4.4.2 有限元建模及边界参数
  • 4.4.3 接头级应力变形分析
  • 4.4.4 焊接顺序优化选择
  • 4.4.5 构件级变形预测分析
  • 第5章 激光焊接应力不均匀分布行为
  • 5.1 焊接头应力不均匀性的危害
  • 5.2 激光焊接瞬态应变波动行为
  • 5.2.1 激光焊接试验及测量
  • 5.2.2 有限元建模及热源模型
  • 5.2.3 焊缝轮廓拟合结果分析
  • 5.2.4 焊接过程瞬态应变结果分析
  • 5.2.5 焊后残余应力变形分析
  • 5.3 激光焊接温度-应力/变形-断裂行为
  • 5.3.1 激光焊接试验
  • 5.3.2 有限元建模及热源模型
  • 5.3.3 温度场分布不均匀性分析
  • 5.3.4 热致力学不均匀性分析
  • 5.3.5 焊接头拉伸断裂行为分析
  • 第6章 激光焊接应力变形磁场辅助抑制方法
  • 6.1 磁场辅助激光焊接工艺分析
  • 6.1.1 磁场辅助激光焊接试验
  • 6.1.2 磁场对动态熔透过程的影响行为
  • 6.1.3 磁场对焊缝形貌与组织的影响行为
  • 6.2 不锈钢激光焊接热循环及变形的磁场辅助抑制
  • 6.2.1 有限元建模及边界条件
  • 6.2.2 温度场结果与分析
  • 6.2.3 角变形结果与分析
  • 6.3 异种接头激光焊接应力变形的磁场辅助抑制
  • 6.3.1 有限元建模及边界条件
  • 6.3.2 温度场结果与分析
  • 6.3.3 残余应力与角变形结果与分析
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出版方

华中科技大学出版社

华中科技大学出版社创建于1980年12月，是教育部直属的全国重点大学出版社，教育部教材出版中心之一；1995年被原新闻出版署批准为电子出版物出版单位；2003年经新闻出版总署批准成立电子音像出版社，同年被批准为全国首批具有网络出版权的出版单位之一，从此拥有了图书、音像、电子出版物、网络出版物等四大媒介的正式出版权。