本書為研究生教材。20世紀30-50年代, 各國焊接結構脆斷事故頻頻發(fā)生, 引起了工程界和學術界的廣泛關注, 也引發(fā)了對設計、材料和工藝進行深入的理論、技術和工程研究, 以預防日后脆斷事故的發(fā)生。20世紀70-80年代, 將斷裂力學引入焊接結構和工藝分析中, 作者參與了我國鐵路焊接鋼橋研究, 并參與了焊接斷裂力學研究生和學會組織的“焊接力學學習班”的教學工作。本書即是在當時自編內(nèi)部教材及以后所在團隊科研成果的基礎上, 結合近期焊接力學的應用與發(fā)展, 進行了匯總與提煉編寫而成的。本書分為焊接變形與應力和焊接斷裂力學兩篇, 共16章, 主要內(nèi)容包括焊接結構特點、焊接加熱及冷卻、焊接變形應力分析方法、焊接變形與應力控制、焊接組織應力、焊接結構殘余應力、焊接殘余應力測試、焊接結構斷裂分析、脆性斷裂控制、焊接結構線彈性斷裂力學分析、焊接結構彈塑性斷裂力學分析、焊接斷裂韌性測試、焊接結構的疲勞強度、疲勞裂紋擴展及壽命估算、裂紋的高速擴展和止裂、用斷裂力學方法評定焊接等內(nèi)容。
上篇 焊接變形與應力
第1章 總論
1.1 焊接科學與工程
1.2 焊接接頭及其結構特點
1.3 焊接接頭及其結構強度
1.4 焊接殘余應力測試及后處理
1.5 提高焊接接頭斷裂強度的途徑
第2章 焊接加熱及冷卻
2.1 焊接熱源和焊縫組成金屬的加熱及熔化
2.2 焊接傳熱及溫度場計算
2.3 焊接熱循環(huán)及相關計算
第3章 焊接變形應力分析方法
3.1 焊接變形與應力的基本形式
3.2 高溫時金屬性的變化
3.3 焊接接頭塑性變形的形成和發(fā)展
3.4 不均勻加熱時的變形應力
3.5 縱向收縮引起的焊接變形與應力
3.6 橫向收縮引起的焊接變形與應力
3.7 焊接構件中的角變形
3.8 鋁合金焊接的變形和應力
第4章 焊接變形與應力控制
4.1 焊接殘余變形的計算
4.2 焊接變形的控制
第5章 焊接組織應力
5.1 組織轉(zhuǎn)變對變形的影響
5.2 組織應力的形成過程
5.3 不同區(qū)域的熱變形的組織應力
5.4 邊緣堆焊時的組織應力
5.5 組織應力對殘余應力分布的影響
5.6 焊接過程中組織應力形成裂紋的條件
5.7 焊接過程中組織應力的過程控制
第6章 焊接結構殘余應力
6.1 典型結構的殘余應力分布規(guī)律
6.2 復雜結構的焊接殘余應力分布
6.3 焊接殘余應力與工作應力的疊加
6.4 焊接殘余應力對結構強度的影響及去應力處理
第7章 焊接殘余應力測試
7.1 全破壞應力釋放法
7.2 半破壞法——小孔釋放法
7.3 套孔法測殘余應力
7.4 x線衍射法測焊接殘余應力
7.5 磁測應力法
7.6 其他測量方法
下篇 焊接斷裂力學
第8章 焊接結構的斷裂分析
8.1 延性斷裂與脆性斷裂特征
8.2 脆性斷裂理論
8.3 焊接結構的脆斷實例分析
第9章 脆性斷裂控制
9.1 焊接接頭的沖擊韌性評定
9.2 沖擊韌性研究試驗及討論
9.3 爆破及落錘試驗
9.4 結構中試驗破斷產(chǎn)生和擴展試驗
第10章 焊接結構線彈性斷裂力學分析
10.1 焊接結構與斷裂力學分析
10.2 裂紋周圍應力場及應力強度因子
10.3 常用應力強度因子表達式
10.4 焊接接頭K1c值
10.5 焊接接頭的Ty評定
10.6 小量屈服時K1修正
第11章 焊接結構彈塑性斷裂力學分析
11.1 COD判據(jù)及其應用
11.2 J積分及其應用
第12章 焊接斷裂韌性測試
12.1 斷裂韌性測試方法概述
12.2 焊接微區(qū)斷裂韌性的測試與研究
12.3 用小試樣邊切口技術測試及研究焊接接頭的斷裂韌性
12.4 微型剪切試驗
12.5 雙邊切口拉伸試驗
第13章 焊接結構的疲勞強度
13.1 疲勞強度概述
13.2 焊接接頭及結構的疲勞試驗
13.3 影響焊接接頭疲勞強度的因素
13.4 焊接結構的疲勞強度設計
13.5 應變疲勞與缺口應變分析
第14章 疲勞裂紋擴展及壽命估算
14.1 用斷裂力學參數(shù)計算啟裂壽命
14.2 裂紋擴展過程和裂紋擴展率
14.3 關于表面裂紋及角裂紋的研究
14.4 安全壽命估計
14.5 應力腐蝕與腐蝕疲勞
14.6 腐蝕疲勞
第15章 裂紋的高速擴展及止裂
15.1 裂紋的高速擴展
15.2 止裂原理及應用
第16章 用斷裂力學法評定焊接缺陷
16.1 缺陷評定方法
16.2 缺陷評定方法
參考文獻