焊接结构学 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 焊接结构的特点 1

1.2 构件焊接性 2

第2章 焊接热过程 5

2.1 基本概念与基本原理 6

2.1.1 电弧焊热过程概述 6

2.1.2 热传播基本定律 6

2.1.3 焊接热源 9

2.2 焊接温度场 17

2.2.1 瞬时固定热源作用下的温度场 17

2.2.2 连续移动集中热源作用下的温度场 22

2.2.3 高斯分布热源作用下的温度场 27

2.2.4 快速移动大功率热源作用下的温度场 30

2.2.5 热饱和与温度均匀化 31

2.3 焊接热循环 34

2.3.1 焊接热循环及其主要参数 34

2.3.2 焊接热循环参数的计算 35

2.3.3 多层焊时的热循环 39

2.4 熔化区域的局部热作用 41

2.4.1 热平衡和热流密度 41

2.4.2 电极的加热与熔化 43

2.4.3 焊接熔池模型 46

第3章 焊接应力与变形 49

3.1 内应力的产生 49

3.1.1 内应力及其产生原因 49

3.1.2 热应变与相变应变 50

3.2 焊接应力与变形的形成过程 51

3.2.1 简单杆件的应力与变形 51

3.2.2 不均匀温度场作用下的应力与变形 52

3.2.3 焊接引起的应力与变形 56

3.3 焊接残余应力 62

3.3.1 焊接残余应力的分布 62

3.3.2 焊接残余应力的影响 72

3.4 焊接残余变形 79

3.4.1 焊接残余变形的分类 79

3.4.2 纵向收缩变形及其引起的挠曲变形 82

3.4.3 横向收缩变形及其引起的挠曲变形 86

3.4.4 角变形 94

3.4.5 薄壁焊接构件的翘曲（波浪变形） 96

3.4.6 焊接错边和扭曲变形 99

3.5 焊接残余应力与变形的测量和调控 100

3.5.1 焊接过程中应变、位移及焊接变形的测量 101

3.5.2 焊接残余应力的测量 103

3.5.3 焊接残余应力与变形的调整与控制 109

第4章 焊接接头 129

4.1 焊接接头的基本特性 129

4.1.1 焊接接头的概念及定义 129

4.1.2 焊接接头的分类 130

4.1.3 焊接节点与焊接坡口 133

4.1.4 焊接接头及焊缝的表示方法 135

4.2 焊接接头的非均质特性 139

4.2.1 焊接接头的几何不连续性 139

4.2.2 焊接接头的冶金不完善性 140

4.2.3 焊接接头的力学不均匀性 142

4.3 焊接接头工作应力的分布与承载能力 145

4.3.1 工作焊缝与联系焊缝 145

4.3.2 典型焊接接头的应力集中系数 147

4.3.3 各类焊接接头中工作应力的分布 152

4.4 静载荷条件下焊缝强度的计算 160

4.4.1 焊缝静载强度计算的基本原理及简化计算的基本假设 160

4.4.2 对接接头的静载强度计算 161

4.4.3 搭接接头的静载强度计算 163

4.4.4 T形（十字）接头的静载强度计算 170

4.5 焊接接头设计概述 183

4.5.1 焊接接头的设计原则 183

4.5.2 焊接接头的传统设计方法——许用应力设计法 184

4.5.3 焊接接头的现代设计方法——可靠性设计法 186

4.5.4 焊接接头的等承载设计思想概述 188

第5章 焊接结构的脆性断裂 192

5.1 脆性断裂事故及其危害性 192

5.2 金属断裂特征及焊接结构脆性断裂影响因素 195

5.2.1 断裂的分类 195

5.2.2 金属材料断裂的形态特征 196

5.2.3 影响金属及其焊接结构脆性断裂的主要因素 199

5.3 焊接结构制造特点与脆性断裂的关联性 203

5.4 脆性断裂的转变温度评定方法 209

5.4.1 冲击韧性试验 209

5.4.2 爆炸膨胀试验和落锤试验 211

5.4.3 缺口试样静载试验 213

5.4.4 韦尔斯宽板拉伸试验 214

5.4.5 断裂韧性试验 215

5.4.6 尼伯林克试验 217

5.4.7 罗伯逊试验和ESSO试验 218

5.4.8 双重拉伸试验 218

5.5 脆性断裂的断裂力学评定方法 220

5.5.1 线弹性断裂力学评定方法 220

5.5.2 弹塑性断裂力学评定方法 226

5.6 预防焊接结构脆性断裂的措施 229

5.6.1 正确选用材料 230

5.6.2 采用合理的焊接结构设计和制造工艺 231

5.6.3 用断裂力学方法评定结构安全性 235

5.6.4 国内外主要的缺陷评定标准及SINTAP/FITNET安全性评定规范简介 236

第6章 焊接结构的疲劳强度 239

6.1 材料及结构疲劳失效的特征 239

6.2 疲劳试验及疲劳图 240

6.2.1 疲劳载荷及其表示法 240

6.2.2 基础疲劳试验及疲劳曲线 242

6.2.3 疲劳强度的常用表示法——疲劳图 243

6.2.4 各类参数对疲劳强度的影响 244

6.3 疲劳断裂的物理过程和断口特征 247

6.4 焊接接头的疲劳强度计算标准 251

6.5 影响焊接结构疲劳强度的因素 254

6.5.1 应力集中 254

6.5.2 残余应力 260

6.5.3 焊接接头区域金属性能变化 262

6.5.4 焊接缺陷 264

6.6 焊接结构疲劳设计及提高疲劳强度的措施 266

6.6.1 焊接结构疲劳强度设计原则 266

6.6.2 提高疲劳强度的工艺措施 267

6.6.3 提高疲劳强度几种工艺方法的定量分析与比较 270

6.7 疲劳裂纹扩展的定量描述及寿命计算 271

6.7.1 裂纹亚临界扩展描述 272

6.7.2 疲劳裂纹扩展寿命计算 274

6.7.3 利用断裂力学预测疲劳寿命的局限及全寿命分析方法 275

第7章 焊接结构类型及其力学特点 278

7.1 焊接结构的基本类型 278

7.1.1 焊接结构的分类 278

7.1.2 焊接结构的力学合理性分析 279

7.2 焊接结构力学特征 281

7.2.1 框架结构及其力学特征 282

7.2.2 桁架结构及其力学特征 286

7.2.3 板壳结构及其力学特征 290

7.2.4 实体结构及其力学特征 293

7.3 焊接结构实例分析 293

7.3.1 桥式起重机主梁 294

7.3.2 焊接容器 297

7.3.3 机床机身 300

7.3.4 焊接旋转体 307

7.3.5 薄板结构 314

第8章 焊接结构设计 319

8.1 焊接结构设计的一般原则 319

8.1.1 焊接结构设计的一般思路 319

8.1.2 焊接结构设计的合理性分析 323

8.1.3 焊接结构设计中应注意的问题 330

8.2 焊接结构设计实例 332

8.2.1 机床机身 332

8.2.2 压力容器 335

8.2.3 薄板结构 343

参考文献 346