| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-26页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第12-15页 |
| 1.2 国内外研究进展 | 第15-24页 |
| 1.2.1 结构中焊接残余应力的测量与模拟 | 第15-18页 |
| 1.2.2 焊接残余应力的消除与松弛研究 | 第18-20页 |
| 1.2.3 焊接结构的疲劳强度校核与寿命分析方法 | 第20-24页 |
| 1.3 存在的主要问题与本文研究任务 | 第24-26页 |
| 第2章 转子焊接残余应力的有限元模拟 | 第26-42页 |
| 2.1 焊接接头部位的温度场分析 | 第26-32页 |
| 2.1.1 ABAQUS有限元软件的焊接模拟方法简介 | 第26-27页 |
| 2.1.2 焊接模型的建立 | 第27-28页 |
| 2.1.3 网格划分及单元类型 | 第28-29页 |
| 2.1.4 模拟采用的材料热物理性能 | 第29页 |
| 2.1.5 焊接热源模型 | 第29-31页 |
| 2.1.6 模型的初始条件和边界条件 | 第31页 |
| 2.1.7 转子焊缝部位的温度场模拟结果 | 第31-32页 |
| 2.2 转子焊接过程的应力应变场分析 | 第32-34页 |
| 2.2.1 焊接过程的固态相变 | 第32-33页 |
| 2.2.2 焊接过程的热弹塑性分析 | 第33-34页 |
| 2.3 转子焊接产生的残余应力影响因素分析 | 第34-41页 |
| 2.3.1 焊接道数对残余应力分布的影响 | 第34-37页 |
| 2.3.2 每道焊接后冷却时间对残余应力分布的影响 | 第37-39页 |
| 2.3.3 焊缝几何结构对残余应力的影响 | 第39-41页 |
| 2.4 本章小结 | 第41-42页 |
| 第3章 焊接旋转构件的疲劳寿命考核方法研究 | 第42-76页 |
| 3.1 旋转构件高周疲劳寿命的考核方法 | 第42-53页 |
| 3.1.1 基于有限元的高周疲劳寿命分析流程 | 第42-43页 |
| 3.1.2 Basquin公式和平均应力修正 | 第43-45页 |
| 3.1.3 多轴应力的影响与修正 | 第45-48页 |
| 3.1.4 线性损伤累积理论 | 第48-49页 |
| 3.1.5 案例分析——两条焊缝转子无残余应力寿命考核 | 第49-53页 |
| 3.2 基于断裂理论的旋转构件损伤容限分析 | 第53-57页 |
| 3.2.1 疲劳载荷下的裂纹扩展 | 第54-55页 |
| 3.2.2 疲劳裂纹扩展的门槛值 | 第55-56页 |
| 3.2.3 不扩展条件下的旋转构件中临界裂纹尺寸 | 第56-57页 |
| 3.3 旋转构件的低周疲劳寿命考核方法 | 第57-67页 |
| 3.3.1 基于有限元的转子低周疲劳寿命分析流程 | 第57-59页 |
| 3.3.2 材料的循环σ-ε曲线和ε-N曲线 | 第59-61页 |
| 3.3.3 平均应力的修正 | 第61-62页 |
| 3.3.4 旋转构件启停条件下的应力分析——以汽轮机为例 | 第62-66页 |
| 3.3.5 旋转构件起停条件下的寿命分布——以汽轮机为例 | 第66-67页 |
| 3.4 焊接残余应力对旋转构件疲劳强度的影响 | 第67-74页 |
| 3.4.1 焊接转子有限元模型——考虑一条焊缝 | 第67-68页 |
| 3.4.2 焊接残余应力分布 | 第68-70页 |
| 3.4.3 残余应力对高周疲劳寿命的影响 | 第70-72页 |
| 3.4.4 残余应力对临界裂纹尺寸的影响 | 第72-73页 |
| 3.4.5 残余应力对低周疲劳寿命的影响 | 第73-74页 |
| 3.5 本章小结 | 第74-76页 |
| 第4章 蠕变-疲劳载荷下旋转构件焊接残余应力的松弛和重分布 | 第76-84页 |
| 4.1 几何模型与网格划分 | 第76页 |
| 4.2 本构关系和材料参数 | 第76-79页 |
| 4.3 启动-停机载荷下焊缝位置的应力变化——以汽轮机为例 | 第79页 |
| 4.4 疲劳、蠕变载荷下的残余应力的松弛和重分布 | 第79-81页 |
| 4.5 焊缝在转子上的位置对残余应力松弛的影响 | 第81-82页 |
| 4.6 蠕变时间对残余应力松弛的影响 | 第82-83页 |
| 4.7 本章小结 | 第83-84页 |
| 第5章 焊接微缺陷(气孔、夹杂)对疲劳裂纹萌生的影响 | 第84-97页 |
| 5.1 焊接接头微缺陷(气孔、夹杂)的有限元模型 | 第84-85页 |
| 5.2 循环弹塑性本构和材料参数 | 第85-87页 |
| 5.3 有限元分析结果及讨论 | 第87-96页 |
| 5.3.1 气孔或夹杂处的局部应力分布 | 第87-88页 |
| 5.3.2 夹杂性能对局部应力集中的影响 | 第88-89页 |
| 5.3.3 多个夹杂的交互作用 | 第89-91页 |
| 5.3.4 循环塑性效应对焊接夹杂处应力集中的影响 | 第91-93页 |
| 5.3.5 应力水平和气孔位置对疲劳裂纹萌生位置的影响 | 第93-96页 |
| 5.4 本章小结 | 第96-97页 |
| 第6章 结论与展望 | 第97-101页 |
| 6.1 全文总结 | 第97-99页 |
| 6.2 创新点 | 第99页 |
| 6.3 研究展望 | 第99-101页 |
| 参考文献 | 第101-113页 |
| 致谢 | 第113-114页 |
| 攻读博士期间发表的论文 | 第114页 |
