| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 课题的背景和意义 | 第10页 |
| 1.2 焊接数值模拟研究概况 | 第10-13页 |
| 1.2.1 焊接温度场的研究进展 | 第10-12页 |
| 1.2.2 焊接应力的研究进展 | 第12-13页 |
| 1.3 焊接热裂纹的研究进展 | 第13-14页 |
| 1.4 XFEM在焊接热裂纹中的应用现状 | 第14页 |
| 1.5 存在的问题 | 第14页 |
| 1.6 本文研究的主要内容 | 第14-16页 |
| 第2章 焊接热力学及XFEM理论基础 | 第16-29页 |
| 2.1 焊接温度场分析理论 | 第16-19页 |
| 2.1.1 热传导方程 | 第16页 |
| 2.1.2 热传导问题的初始条件和边界条件 | 第16-17页 |
| 2.1.3 瞬态热传导问题的有限元求解理论 | 第17-19页 |
| 2.2 焊接热作用下位移场和应力场分析理论 | 第19-21页 |
| 2.2.1 热弹性运动控制方程和边界条件 | 第20页 |
| 2.2.2 热应力有限元求解方程 | 第20-21页 |
| 2.3 XFEM裂纹基本理论 | 第21-28页 |
| 2.3.1 XFEM基本思想 | 第21-23页 |
| 2.3.2 XFEM裂纹的表征 | 第23-27页 |
| 2.3.3 XFEM裂纹数值积分的实现 | 第27-28页 |
| 2.4 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 含裂纹铝合金平板结构的XFEM建模与求解 | 第29-42页 |
| 3.1 问题的描述及方程 | 第29-31页 |
| 3.2 焊接热裂纹的XFEM求解 | 第31-37页 |
| 3.2.1 控制方程的弱化与近似 | 第31-34页 |
| 3.2.2 XFEM的空间离散 | 第34-36页 |
| 3.2.3 XFEM的时间离散 | 第36-37页 |
| 3.3 裂纹尖端近场参数的求解 | 第37-41页 |
| 3.3.1 裂纹尖端区域的应力求解 | 第37-39页 |
| 3.3.2 应力强度因子的计算 | 第39-41页 |
| 3.4 本章小结 | 第41-42页 |
| 第4章 含裂纹平板结构焊接温度场的计算与分析 | 第42-55页 |
| 4.1 有限元模型 | 第42-44页 |
| 4.2 不含裂纹铝合金平板结构焊接过程温度场求解 | 第44-45页 |
| 4.3 焊接温度场验证实验 | 第45-48页 |
| 4.4 含初始裂纹铝合金平板结构焊接过程温度场求解 | 第48-54页 |
| 4.4.1 等温裂纹 | 第48-49页 |
| 4.4.2 绝热裂纹 | 第49-51页 |
| 4.4.3 斜等温裂纹 | 第51-54页 |
| 4.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 第5章 含裂纹平板焊接应力场及近场参数计算与分析 | 第55-74页 |
| 5.1 焊接应力场的有限元计算原理 | 第55-58页 |
| 5.1.1 热力耦合有限元计算原理 | 第55-56页 |
| 5.1.2 焊接过程热裂纹动态数值计算流程 | 第56-58页 |
| 5.2 焊接应力场的计算与分析 | 第58-68页 |
| 5.2.1 不含裂纹铝合金平板结构焊接应力场求解 | 第58-59页 |
| 5.2.2 焊接残余应力的测定实验 | 第59-62页 |
| 5.2.3 含初始裂纹铝合金平板结构焊接应力场求解 | 第62-68页 |
| 5.3 焊接过程裂纹尖端应力的分析 | 第68-72页 |
| 5.3.1 焊接加热过程裂纹尖端单元应力的计算 | 第68-70页 |
| 5.3.2 焊接冷却过程裂纹尖端单元应力的计算 | 第70-72页 |
| 5.4 裂纹尖端应力强度因子分析 | 第72-73页 |
| 5.5 本章小结 | 第73-74页 |
| 第6章 总结与展望 | 第74-76页 |
| 6.1 论文总结 | 第74页 |
| 6.2 研究展望 | 第74-76页 |
| 参考文献 | 第76-78页 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 | 第78-79页 |
| 致谢 | 第79页 |