本书为研究生教材。20世纪30-50年代, 各国焊接结构脆断事故频频发生, 引起了工程界和学术界的广泛关注, 也引发了对设计、材料和工艺进行深入的理论、技术和工程研究, 以预防日后脆断事故的发生。20世纪70-80年代, 将断裂力学引入焊接结构和工艺分析中, 作者参与了我国铁路焊接钢桥研究, 并参与了焊接断裂力学研究生和学会组织的“焊接力学学习班”的教学工作。本书即是在当时自编内部教材及以后所在团队科研成果的基础上, 结合近期焊接力学的应用与发展, 进行了汇总与提炼编写而成的。本书分为焊接变形与应力和焊接断裂力学两篇, 共16章, 主要内容包括焊接结构特点、焊接加热及冷却、焊接变形应力分析方法、焊接变形与应力控制、焊接组织应力、焊接结构残余应力、焊接残余应力测试、焊接结构断裂分析、脆性断裂控制、焊接结构线弹性断裂力学分析、焊接结构弹塑性断裂力学分析、焊接断裂韧性测试、焊接结构的疲劳强度、疲劳裂纹扩展及寿命估算、裂纹的高速扩展和止裂、用断裂力学方法评定焊接等内容。
上篇 焊接变形与应力
第1章 总论
1.1 焊接科学与工程
1.2 焊接接头及其结构特点
1.3 焊接接头及其结构强度
1.4 焊接残余应力测试及后处理
1.5 提高焊接接头断裂强度的途径
第2章 焊接加热及冷却
2.1 焊接热源和焊缝组成金属的加热及熔化
2.2 焊接传热及温度场计算
2.3 焊接热循环及相关计算
第3章 焊接变形应力分析方法
3.1 焊接变形与应力的基本形式
3.2 高温时金属性的变化
3.3 焊接接头塑性变形的形成和发展
3.4 不均匀加热时的变形应力
3.5 纵向收缩引起的焊接变形与应力
3.6 横向收缩引起的焊接变形与应力
3.7 焊接构件中的角变形
3.8 铝合金焊接的变形和应力
第4章 焊接变形与应力控制
4.1 焊接残余变形的计算
4.2 焊接变形的控制
第5章 焊接组织应力
5.1 组织转变对变形的影响
5.2 组织应力的形成过程
5.3 不同区域的热变形的组织应力
5.4 边缘堆焊时的组织应力
5.5 组织应力对残余应力分布的影响
5.6 焊接过程中组织应力形成裂纹的条件
5.7 焊接过程中组织应力的过程控制
第6章 焊接结构残余应力
6.1 典型结构的残余应力分布规律
6.2 复杂结构的焊接残余应力分布
6.3 焊接残余应力与工作应力的叠加
6.4 焊接残余应力对结构强度的影响及去应力处理
第7章 焊接残余应力测试
7.1 全破坏应力释放法
7.2 半破坏法——小孔释放法
7.3 套孔法测残余应力
7.4 x线衍射法测焊接残余应力
7.5 磁测应力法
7.6 其他测量方法
下篇 焊接断裂力学
第8章 焊接结构的断裂分析
8.1 延性断裂与脆性断裂特征
8.2 脆性断裂理论
8.3 焊接结构的脆断实例分析
第9章 脆性断裂控制
9.1 焊接接头的冲击韧性评定
9.2 冲击韧性研究试验及讨论
9.3 爆破及落锤试验
9.4 结构中试验破断产生和扩展试验
第10章 焊接结构线弹性断裂力学分析
10.1 焊接结构与断裂力学分析
10.2 裂纹周围应力场及应力强度因子
10.3 常用应力强度因子表达式
10.4 焊接接头K1c值
10.5 焊接接头的Ty评定
10.6 小量屈服时K1修正
第11章 焊接结构弹塑性断裂力学分析
11.1 COD判据及其应用
11.2 J积分及其应用
第12章 焊接断裂韧性测试
12.1 断裂韧性测试方法概述
12.2 焊接微区断裂韧性的测试与研究
12.3 用小试样边切口技术测试及研究焊接接头的断裂韧性
12.4 微型剪切试验
12.5 双边切口拉伸试验
第13章 焊接结构的疲劳强度
13.1 疲劳强度概述
13.2 焊接接头及结构的疲劳试验
13.3 影响焊接接头疲劳强度的因素
13.4 焊接结构的疲劳强度设计
13.5 应变疲劳与缺口应变分析
第14章 疲劳裂纹扩展及寿命估算
14.1 用断裂力学参数计算启裂寿命
14.2 裂纹扩展过程和裂纹扩展率
14.3 关于表面裂纹及角裂纹的研究
14.4 安全寿命估计
14.5 应力腐蚀与腐蚀疲劳
14.6 腐蚀疲劳
第15章 裂纹的高速扩展及止裂
15.1 裂纹的高速扩展
15.2 止裂原理及应用
第16章 用断裂力学法评定焊接缺陷
16.1 缺陷评定方法
16.2 缺陷评定方法
参考文献
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