焊接结构(王文先)
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《焊接结构》主要在介绍焊接结构的基本知识,焊接变形与应力的产生机理、影响因素和调控措施的基础上,对焊接接头及结构在各种类型载荷作用下的力学行为进行分析和讨论,进一步分析典型焊接结构的力学特征及设计要点,并对焊接结构可靠性分析方法进行了介绍。 全书共分8章,分别为焊接接头静载力学行为,焊接变形和应力,焊接结构断裂性能,焊接结构疲劳性能,焊接结构应力腐蚀破坏,焊接结构高温力学性能,焊接结构力学特征及结构设计,焊接结构可靠性分析。本书理论联系实际,突出焊接结构的基本特点和力学问题,并适当反映国内外的最新研究成果和发展趋势。针对焊接结构在腐蚀环境和高温环境应用增多的情况,增加了焊接结构应力腐蚀破坏、高温力学性能以及焊接结构可靠性分析方法等内容。 《焊接结构》可作为材料成型及控制工程专业、焊接技术与工程专业及材料热加工专业的本科生或研究生教材,也可供从事焊接专业的工程技术人员参考。
第1章焊接接头静载力学行为1.1焊接接头的基本概念1.1.1焊接接头的组成1.1.2焊接接头的特点1.1.3焊缝及焊接接头的基本形式1.1.4焊缝及接头形式的表示方法1.2焊接接头的不均匀性及其力学行为1.2.1焊接接头宏观力学性能的一般特征1.2.2焊缝金属的力学性能1.2.3热影响区金属的力学性能1.2.4焊接接头的力学性能1.3焊接接头的工作应力分布和工作性能1.3.1焊缝性质和应力集中概念1.3.2熔化焊接头的工作应力分布1.3.3电阻焊接头的工作应力分布1.3.4应力集中对工作性能的影响1.4焊接接头静载强度计算1.4.1静载强度计算的方法和假设条件1.4.2熔化焊接头的静载强度计算1.4.3电阻焊接头的静载强度计算习题与思考题第2章焊接变形和应力2.1焊接变形与应力的产生机理2.1.1自由变形、外观变形和内部变形2.1.2焊接内应力的种类和产生2.1.3不均匀温度场作用下的变形和应力2.1.4焊接引起的变形和应力2.1.5焊接热应变循环2.2焊接残余变形2.2.1纵向收缩变形2.2.2横向收缩变形2.2.3弯曲变形2.2.4角变形2.2.5波浪变形2.2.6错边变形2.2.7扭曲变形2.3焊接残余应力2.3.1焊接残余应力的分布2.3.2焊接残余应力对焊接结构性能的影响2.4焊接变形与残余应力的调控措施2.4.1焊前预防措施2.4.2焊中控制措施2.4.3焊后调节措施2.5焊接残余应力的测量方法2.5.1测量方法的分类2.5.2常用测量方法2.6焊接变形与应力数值模拟计算2.6.1数值模拟计算的作用和意义2.6.2数值模拟案例分析习题与思考题第3章焊接结构断裂性能3.1脆性断裂的特征3.2金属材料的断裂及其影响因素3.2.1金属材料断裂的机制和形态3.2.2影响金属脆断的主要因素3.3焊接结构的脆性断裂3.3.1焊接结构的特点对脆断的影响3.3.2焊接制造工艺对脆断的影响3.4焊接结构抗开裂性能与止裂性能3.4.1焊接结构设计准则3.4.2焊接接头抗开裂性能试验3.4.3焊接接头止裂性能试验3.5预防焊接结构脆性断裂的措施3.5.1正确选用材料3.5.2合理设计焊接结构3.6用断裂力学方法评定结构安全性3.6.1“合于使用”的原则3.6.2面型缺陷的评定3.6.3体积型缺陷的评定习题与思考题第4章焊接结构疲劳性能4.1焊接结构疲劳问题的研究背景4.1.1焊接结构疲劳失效的原因4.1.2焊接结构疲劳断裂事例4.2金属材料疲劳表征和疲劳类型4.2.1疲劳载荷及其表示方法4.2.2基础疲劳试验及疲劳曲线4.2.3疲劳强度的常用表示法4.2.4疲劳强度的影响因素4.2.5金属材料的疲劳分类4.2.6应变疲劳简介4.3金属材料疲劳断裂过程和断口特征4.3.1金属材料疲劳断裂的过程4.3.2疲劳断口的特征4.4断裂力学在疲劳裂纹扩展研究中的应用4.4.1裂纹和亚临界扩展4.4.2疲劳裂纹扩展速率da/dN?ΔK曲线4.4.3疲劳裂纹扩展寿命的估算4.5影响焊接接头疲劳强度的因素4.5.1应力集中的影响4.5.2近缝区金属性能变化的影响4.5.3焊接残余应力的影响4.5.4焊接缺陷的影响4.5.5外载应力循环比的影响4.5.6构件尺寸的影响4.5.7服役温度的影响4.6提高焊接结构疲劳强度的措施4.6.1提高焊接接头疲劳强度的途径分析4.6.2提高疲劳强度的工艺措施4.6.3提高疲劳强度几种工艺方法的定量分析与比较4.7焊接接头疲劳设计与评价方法4.7.1焊接结构疲劳强度设计概述4.7.2焊接接头疲劳数据的统计方法4.7.3焊接结构疲劳强度设计与评价方法习题与思考题第5章焊接结构应力腐蚀破坏5.1应力腐蚀及其发生条件5.1.1应力腐蚀破坏5.1.2应力腐蚀发生的条件5.1.3焊接结构的应力腐蚀5.2应力腐蚀开裂机制及其断口特征5.2.1应力腐蚀开裂的过程5.2.2应力腐蚀开裂的机制5.2.3应力腐蚀开裂的断口特征5.3断裂力学在应力腐蚀中的应用5.3.1断裂力学在应力腐蚀中的适用性5.3.2断裂力学在应力腐蚀中的评定指标5.3.3KISCC和da/dt在结构设计中的应用5.4焊接结构应力腐蚀的预防措施5.4.1正确选择材料5.4.2合理设计结构5.4.3调控焊接残余应力5.4.4构件表面防护措施5.5焊接结构应力腐蚀的安全评定5.5.1采用K准则的缺陷评定方法5.5.2应力腐蚀裂纹扩展速率评定方法习题与思考题第6章焊接结构高温力学性能6.1材料高温力学性能6.1.1力学性能的变化6.1.2蠕变及蠕变机理6.1.3蠕变性能指标6.1.4蠕变寿命预测方法6.2蠕变损伤和蠕变裂纹扩展6.2.1蠕变损伤6.2.2蠕变断裂6.3焊接接头的蠕变性能6.3.1焊接接头蠕变特性6.3.2焊接接头蠕变断裂类型6.3.3显微组织对高温蠕变的影响6.3.4焊接残余应力对高温失效的影响6.4焊接接头高温性能的研究与试验方法6.4.1焊接接头高温性能的研究方法6.4.2焊接接头高温性能的试验方法6.4.3焊接结构高温完整性评定方法习题与思考题第7章焊接结构力学特征及结构设计7.1焊接结构的特点及分类7.1.1焊接结构的特点7.1.2焊接结构的分类7.1.3焊接结构涉及的力学性能7.2焊接结构力学特征7.2.1桁架结构及其力学特征7.2.2板壳结构及其力学特征7.2.3实体结构及其力学特征7.3焊接结构设计7.3.1焊接结构的设计方法7.3.2焊接结构设计的合理性分析7.3.3焊接结构设计中应注意的问题7.4焊接结构实例分析7.4.1压力容器7.4.2桥式起重机主梁7.4.3焊接机床机身7.4.4焊接旋转体7.4.5薄板结构习题与思考题第8章焊接结构可靠性分析8.1结构可靠性分析的概念8.1.1结构设计中的不确定性8.1.2结构使用中的风险性8.1.3工程结构的可靠性8.1.4可靠性、安全性与完整性的关系8.2焊接结构的焊接性分析8.2.1构件焊接性8.2.2影响构件焊接性的因素8.2.3热?力?组织的交互关系8.3焊接结构的完整性评定8.3.1焊接结构完整性概念8.3.2含缺陷焊接结构评定原理和程序8.3.3焊接结构“合于使用”评定方法8.4焊接结构失效分析8.4.1失效分析的思路8.4.2失效分析的步骤和内容8.4.3焊接结构失效原因分析8.4.4焊接结构失效案例分析习题与思考题参考文献
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