厚板焊接残余应力有限元分析(9)

力问题，其中热源分布采用实验矫正的方法进行处理，同时考虑了熔池对流、辐射及传热对温度分布的影响，其残余应力的计算结果与采用中子衍射测得的结果吻合很好。Ｔ．蛔ｅ等研究了伴有相变的温度变化过程中，温度、相变、热应力三者之间的耦合效应，并提出了在考虑耦合效应的条件下本构方程的一般形式。１９９２年加拿大的Ｃｈ鼬等人对厚板表面重熔时的应力应变进行了有限元计算，其中考虑了熔化潜热及凝固过程中固液相转变过渡区应力的变化，其残余应力计算值和实验值相当吻合。美国的出ｉｍ等人利用平面应变热弹塑性有限元计算了厚板多层焊的残余应力，并对不同坡口形状的焊接残余应力进行了比较，揭示了厚板残余应力分布的规律。１９９３年，加拿大的Ｃ＝ｈｉｄｉ粒等人研究了厚板焊接过程的应力应变及残余应力的分布，其中涉及了三维加热模型，并考虑了显微组织的变化和晶体生长等情况。另外，与焊接温度场的有限元分析类似，焊接热弹塑性有限元分析过去大都局限于二维，三维问题的研究是九十年代才开始的。近来英国焊接研究所开发了一个。结构变形预测系统”（ＳＤＰｓ），可以用来预测复杂结构的焊接变形Ｈｎ。

国内对焊接应力应变数值分析起步于二十世纪七十年代，首先是西安交通大学的楼志文等人把数值分析应用到焊接温度场和热弹塑性应力场的分析中，编制了热弹塑性有限元分析程序并对两个较简单的焊接问题进行了分析。进入八十年代，上海交通大学焊接教研室在焊接热传导的数值分析方面做了许多工作。特别是对非线性瞬态温度场进行了有限元分析，提出了求解非线性热传导方程的变步长外推法，并编制了二维热弹塑性有限元分析程序，计算了平板对接焊时应力应变发展过程及残余应力分布。关桥等人编制了用于进行平板轴对称焊接应力应变分析的有限差分和有限元程序，对平板氢弧点状热源的应力应变过程进行了计算，该分析仅限于点状热源。孟繁森等人利用迭代解法研制了计算焊接过程应力应变程序和图形显示程序，分析了板条边沿堆焊时的应力应变发展过程。陈楚等人利用平截面的假设分析了厚板焊接时的瞬态拉应力以及厚板补焊时的残余应力。刘敏等人研制了三角差分温度场和轴对称热弹塑性有限元程序，计算了ＩＣｒｌ８Ｎｉ棚和２０号钢圆管对接多层焊接时的应力应变过程汪建华把三维闯题转化为二维问题利用平面变形热弹塑性有限元法对厚板的应力问题进行了分析。西安交通大学的汤小牛等人针对工程中大量壳体部件的热弹塑性问题，编制了稳定温度场和曲壳单元热弹塑性应力分析程序，计算了异种钢管（铁素体１０２钢和奥氏体３０４钢）焊接残余应力的分布以及焊缝宽度对焊接残余应力的影响。九十年代上海交通大学与日本大阪大学对三维焊接应力和变形闯题进行了共同研究，提出了改善计算精度和收敛性的若干途径，发展了有关的三维焊接分析程序，并有不少成功的应用实例。近年来清华大学、天津大学也进行了焊接力学过程的数值