绪论 1
一、焊接传热学的研究对象 1
二、国内外的研究现状及发展趋势 1
三、本课的目的、任务和要求 2
参考文献 3
第一章 金属焊接的传热学基础 4
1-1 焊接热过程的特点 4
1-2 焊接热源的焊接热效率 4
一、焊接热源的种类及其特点 5
二、焊接热效率和焊件上加热区的热能分布 5
1-3 热传递的基本方式 8
一、热传导 8
二、对流 9
三、辐射 10
一、焊接温度场的一般特征 11
1-4 焊接温度场及其影响因素 11
二、影响温度场的因素 12
1-5 焊接传热计算的基本公式 18
一、傅立叶公式 18
二、热传导微分方程式 19
1-6 边界条件 20
一、初始条件 20
二、表面换热条件 20
1-7 瞬时集中热源作用下的温度场 21
一、瞬时集中点状热源 22
二、瞬时集中线状热源 22
三、瞬时集中面状热源 22
1-8 表面散热和累积原理 24
一、表面散热 24
二、累积原理(或叠加原理) 25
参考文献 26
2-1 厚大焊件连续焊接时的温度场 27
一、点状连续固定热源 27
第二章 焊接温度场及其数学模型 27
二、点状连续移动热源 28
2-2 薄板焊接时的温度场 31
一、线状连续固定热源 31
二、线状连续移动热源 31
2-3 细棒焊接时的温度场 33
一、面状连续固定热源 33
一、厚大焊件焊接时的简化计算法 34
2-4 极限饱和状态时温度场的简化计算法 34
二、面状连续移动热源 34
二、薄板焊接时的简化计算法 35
2-5 吸热及均匀化阶段温度场的计算 37
一、吸热阶段焊件上某点温度的计算 37
二、焊件均匀化阶段的温度计算 38
2-6 中厚板焊接时的温度场计算 40
一、利用厚大焊件极限饮和状态传热公式 41
二、利用薄板极限饱和状态的传热公式 41
一、厚大焊件上快速焊接时的传热过程 43
2-7 大功率高速移动热源的温度场计算 43
二、薄板快速焊接时的传热过程 44
2-8 其他焊接方法的温度场 45
一、脉冲弧焊时的温度场 45
二、电盗焊时的温度场 47
三、电阻焊时的温度场 51
参考文献 55
第三章 焊接热循环参数及其应用 56
3-1 焊接热循环的特征 56
一、焊接热循环的主要参数 56
二、研究焊接热循环的意义 58
3-2 焊接热循环参数的数学解析 58
一、最高温度Tm的计算 58
二、相变温度以上停留时间tH的计算 60
三、瞬时冷却速度ω？的计算 62
3-3 冷却时间的计算及其影响因素 63
一、冷却时间的计算 68
二、影响冷却时间的因素 70
三、冷却时间的图解法 71
3-4 冷却时间与焊接热影响区组织、硬度的关系 74
一、冷却时间与组织的关系 74
二、冷却时间与硬度的关系 76
三、SHCCT图的应用 78
3-5 多层焊焊接热循环 79
一、长段多层焊接热循环 80
二、短段多层焊接热循环 81
参考文献 83
第四章 焊接温度场的数值积分解法 84
4-1 焊接温度场的数值解法 84
4-2 数值积分的一般概念 85
4-3 焊接温度场的数值积分解法 88
参考文献 93
5-1 用有限差分法的稳定热传导问题 94
一、有限差商 94
第五章 焊接温度场的有限差分解法 94
二、用有限差分法解稳定热传导问题的基本步骤 95
5-2 用有限差分法解不稳定热传导问题 99
一、常见的差分格式 99
二、差分格式的稳定性 102
三、边界条件的处理方法 104
四、用有限差分法解二维不稳定热传导问题 108
一、一维介稳态焊接温度场的差分计算 110
5-3 用有限差分法计算焊接热传导问题 110
二、二维不稳定焊接温度场的差分计算 113
三、用有限差分法计算焊接温度场的实例 116
参考文献 117
第六章 焊接温度场的有限元解法 118
6-1 基于变分法的热传导问题的有限元分析 118
一、变分原理 118
二、二维稳定热传导问题的有限元解法 121
三、二维不稳定热传导问题的有限元解法 126
四、轴对称不稳定热传导问题的有限元解法 129
6-2 基于权余值法的热传导问题的有限元分析 130
一、权余值法 130
二、非线性热传导方程的有限元解法 131
6-3 焊接温度场的数学模型 134
一、一般假设 135
二、薄板电弧焊 136
三、厚板电弧焊 137
6-4 计算机程序的编制和实例分析 138
一、计算机程序框图 138
二、解题步骤 139
三、计算实例 140
参考文献 142
第七章 热象法测定焊接温度场 143
7-1 热象法概述 143
一、红外辐射 143
三、红外成象 144
二、红外探测器 144
7-2 热象法测温原理及温度定标 146
一、热象法测温原理 146
二、温度定标 148
7-3 热象法测定焊接温度场装置 152
一、测定焊接温度场装置组成 152
二、光学系统的设计 152
三、红外探测器成象器件的选择 153
四、A/D接口设计 154
7-4 热象法测定温度场 156
一、计算机图象处理软件设计 156
二、温度场伪着色处理 159
三、热象法测定温度场实例 161
参考文献 168
附表Ⅰ 指数函数eu 169
附表Ⅱ 或然率积分函数φ(u) 170
附表Ⅲ 积分指数函数E1(-u) 172
附表Ⅳ 第二类虚自变数零次贝氏函数K0(u) 173