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第3章焊接应力与变形?3-1 内应力的产生??按分布范围分为:?第一类内应力(宏观,工程中主要研究对象)?第二类内应力(晶粒尺寸)?第三类内应力(晶格尺寸)内应力按产生原因分类:温度应力及残余应力?㈠温度应力(热应力)?产生条件:受热不均匀?温度均匀结果:应力残留或消失举例过程:加热-承受压应力-屈服(250℃)-应力降低、压应变继续增加;750 ℃开始冷却拉应力应变上升-室温-残余应力和相变应力。图3-1 加热和冷却产生内应力的实验及温度曲线(二)残余应力?产生原因:不均匀加热?产生条件:?εT=α·(T1-T0)= α·⊿T?α= α(T)?温度场变化引起热应变和相变应变,造成应力和变形图3-2 奥氏体钢和珠光体钢的热膨胀曲线a)无相变奥氏体钢b)有相变珠光体钢加热与冷却时的屈服强度滞后现象图3-3 HY- 焊接应力与变形的形成过程?自由变形、外观变形和内部变形?自由变形:?⊿LT=α·L0(T1-T0)?εT=⊿LT /L0 =α·(T1-T0)?外观变形:?⊿Le?εe =⊿Le /L0?内部变形:?⊿L =-(⊿LT-⊿Le)?ε=⊿L /L0?内应力σ= E·ε=E (εe-εT)-4 金属杆件的受热变形a)自由变形量b)外观变形量杆件的温度、变形与内应力演变规律?T1温度下∣ε1∣﹤εs,则只存在弹性变形;?T2温度下∣ε2∣﹥εs,则只存在塑性变形,∣εp∣= ∣εe -εT ∣- εs;图3-5 低碳钢的应力-应变曲线对于低碳钢,假定杆件中的应力σ达到σs后就不再升高—?研究的前提条件:平面假设原理?㈠长板条中心加热(对称加热)图3-6 长板条中心加热示意图截取板条的单位长度研究?????dxYBB..2/2/??dxEBBTe????????2/2/)(0)]([2/2/???????dxxfEBBe???温度低,无塑性变形,应力平衡:图3-7 长板条中心加热时的变形