第1章 焊接力学的基础知识 1
1.1 绪论 2
1.2 残余应力的生成过程和固有应变 7
1.2.1 力学模型 7
1.2.2 自由棒c加热的情况 10
1.2.3 两端固定的棒c加热的情况 11
1.2.4 刚体壁自由移动、只加热棒c的情况 17
1.3 用固有应变再现残余应力以及固有应变的逆推算 22
1.3.1 用固有应变再现残余应力 22
1.3.2 固有应变的逆推算 22
第2章 固有应变法测量和预测残余应力的基础理论 25
2.1 固有应变和生成应力的关系 27
2.2 测量应变与固有应变的关系 30
2.3 有效固有应变和非有效固有应变 31
2.4 有效固有应变的推定法 32
2.5 有效固有应变的最或然值和残余应力的测量精度 34
2.6 弹性响应矩阵的导出 35
2.7 2维和3维残余应力测量的流程和测量方法 36
2.7.1 薄板对接接头焊的2维残余应力的测定 36
2.7.2 厚板对接接头焊的3维残余应力的测定 37
2.8 焊接残余应力的预测 39
第3章 焊接力学模拟的基础 41
3.1 焊接的热流和温度计算 42
3.1.1 热的投入、扩散和散失 42
3.1.2 简单的热流模型 45
3.1.3 不同材料性能的差异 48
3.1.4 温度引起的材料性能变化 49
3.1.5 特征温度和特征尺寸 52
3.1.6 简单热传导问题的解析法 55
3.1.7 小结 59
3.2 力学基础知识 60
3.2.1 根据问题的维数进行力学分类 60
3.2.2 表征力学现象的变量和公式 62
3.2.3 三根棒模型的变形和应力 64
3.2.4 三根棒模型的热弹塑性问题 71
3.2.5 小结 73
第4章 有限元法的基础知识 75
4.1 用途广泛的有限元法 76
4.2 问题的种类和基本公式 77
4.3 变分原理的基础知识 78
4.4 复数单元问题的求解法 79
4.4.1 一个零件的平衡方程式 79
4.4.2 两根串联的棒的问题 80
4.5 增量法求解非线性问题 82
4.6 基础的热弹塑性蠕变问题的解析实例 83
4.6.1 受热循环的约束棒 83
4.6.2 约束棒的热弹性问题 85
4.6.3 约束棒的热弹塑性问题 85
4.6.4 约束棒的热弹塑性蠕变问题 86
4.7 焊接问题的简单理论解 87
4.7.1 瞬间热源的温度分布 87
4.7.2 薄板对接焊的温度分布 87
4.7.3 厚板对接焊的温度分布 90
4.7.4 薄板焊接时的固有应变分布 91
4.8 焊接变形和残余应力分析的流程 92
4.9 正确进行数值模拟的检查项目 94
4.9.1 输入数据文件生成时的检查项目 94
4.9.2 数值模拟结果的检查项目 96
4.10 计算中经常遇到的问题以及解决方法 97
第5章 关于本书程序的问与答 99
5.1 程序概要的问与答 100
5.2 焊接热传导程序heat2d.exe的问与答 103
5.3 热弹塑性蠕变程序tepc2d.exe的问与答 106
5.4 固有应变法程序inhs2d.exe的问与答 108
5.5 后处理程序awsd.exe的问与答 109
5.6 计算例题数据的问与答 117
第6章 有限元程序的焊接热传导、焊接变形及残余应力的体验计算 131
6.1 焊接热传导FEM程序heat2d.exe的体验计算 132
6.1.1 计算目的、对象和条件 132
6.1.2 输入数据heat2d.inp的生成 133
6.1.3 焊接热传导的体验计算 138
6.1.4 计算结果（heat2d.post）的图示和讨论 138
6.2 热弹塑性蠕变的FEM程序tepc2d.exe的体验计算 140
6.2.1 计算目的和条件 140
6.2.2 输入数据tepc2d.inp的生成 140
6.2.3 温度变化过程文件TEMP.FILE的准备 145
6.2.4 焊接热变形与热应力的体验计算 145
6.2.5 计算结果（tepc2d.post）的图解和讨论 145
6.3 固有应变法FEM程序inhs2d.exe的体验计算 149
6.3.1 计算目的和条件 149
6.3.2 输入数据inhs2d.inp的生成 149
6.3.3 焊接变形和残余应力的体验计算 151
6.3.4 计算结果（inhs2d.post）的图解和讨论 152
6.4 固有应变法程序inhs2d.exe在残余应力测定中应用的体验计算 154
6.4.1 计算目的和条件 154
6.4.2 输入数据inhs2d.inp的生成 154
6.4.3 固有应变法程序的体验计算 157
6.4.4 计算结果（inhs2d.post）的图解 157
6.5 固有应变程序inhs2d.exe的残余应力的体验计算 159
6.5.1 计算目的和计算对象 159
6.5.2 输入数据inhs2d.inp的生成和固有应变的预测式 159
6.5.3 固有应变法程序的体验计算 163
6.5.4 计算结果（inhs2d.exe）的图解表示 163
第7章 焊接应力及变形的各类问题和对策 165
7.1 对接接头的初层冷裂纹和约束 166
7.2 Y型坡口槽焊的初层裂纹 168
7.3 防止疲劳裂纹对策的T型角接头的残余应力解析 170
7.4 角接头多层焊残余应力和焊接裂纹 173
7.4.1 试验方法和结果 173
7.4.2 热弹塑性应力解析 174
7.4.3 对残余应力和焊接裂纹的考察 175
7.5 极厚板多层对接接头的残余应力解析和裂纹 178
7.5.1 焊接试件和热弹塑性解析条件 178
7.5.2 焊接残余应力分布特征和生成机理 179
7.6 防止应力腐蚀裂纹的水冷焊接法 180
7.7 线状加热中的变形预测 181
7.8 电阻点焊的数值模拟 184
7.9 大型焊接结构的变形解析实例 186
作者简历 193