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第1章 绪论1

1.1 焊接结构的特点2

1.1.1 焊接结构的主要优点2

1.1.2 焊接结构的主要缺点2

1.2 胶接结构的特点4

1.2.1 胶接结构的主要优点4

1.2.2 胶接结构的主要缺点6

第2章 连接结构残余应力的形成过程8

2.1.2 内应力的分类9

2.1 内应力9

2.1.1 内应力的定义9

2.1.3 内应力的估算14

2.1.4 均匀加热时杆件中的变形与应力15

2.2 焊接残余应力的产生过程分析18

2.2.1 焊接温度场的特点18

2.2.2 分析焊接应力变形的一般假定条件19

2.2.3 焊接纵向应力变形的演变过程20

2.2.4 焊接残余应力的形成机理24

2.2.5 焊接残余应力形成机理的试验探讨29

2.3 胶层中的内应力33

2.3.1 胶接内应力的形成机理33

2.3.2 胶层的粘弹性35

2.4 残余应力对结构性能的影响37

2.4.1 对静载强度的影响37

2.4.2 对疲劳强度的影响39

2.4.3 对结构刚度的影响41

2.4.4 对压杆稳定性的影响43

2.4.5 对机加工精度的影响45

2.4.6 对脆断抗力的影响46

2.4.7 对应力腐蚀的影响46

第3章 焊接应力变形及其调控技术47

3.1 焊接结构的残余变形47

3.1.1 焊接残余变形的基本形式47

3.1.2 焊接残余变形的危害50

3.1.3 对接接头的横向收缩50

3.1.4 T形和搭接接头的横向收缩65

3.1.5 纵向收缩变形67

3.1.6 弯曲变形69

3.1.7 角变形71

3.1.8 扭曲变形和失稳变形73

3.1.9 影响焊接变形的因素74

3.2 焊接残余应力的分布78

3.2.1 纵向应力和横向应力的分布78

3.2.2 厚板中的残余应力84

3.2.3 拘束板中的残余应力85

3.2.4 封闭焊缝所引起的残余应力86

3.2.6 相变的影响87

3.2.5 焊接梁的残余应力分布87

3.3 焊接残余变形的调控与消除88

3.3.1 控制焊接残余变形的措施88

3.3.2 矫正焊接残余变形的方法93

3.4 焊接残余应力调控原理与方法96

3.4.1 调控焊接残余应力的方法96

3.4.2 焊后消除残余应力的方法100

3.4.3 调控和消除残余应力技术的进展106

4.1.1 焊接过程中变形的测量114

4.1 焊接变形的测量114

第4章 焊接变形与残余应力的测定114

4.1.2 焊接残余变形的测量116

4.2 应变释放法测定残余应力117

4.2.1 切条法117

4.2.2 车削法120

4.2.3 小孔释放法121

4.2.4 套孔法123

4.2.5 套取芯棒法124

4.3.1 X射线法126

4.3 无损检测法测定残余应力126

4.3.2 磁性法128

4.3.3 超声波法129

4.3.4 中子衍射法130

4.3.5 云纹法131

4.3.6 脆性涂层法131

4.3.7 压痕法132

4.3.8 硬度法133

4.3.9 反向叠加应力法135

5.1 焊接接头137

5.1.1 焊缝的基本形式137

第5章 连接接头137

5.1.2 弧焊接头的基本形式139

5.1.3 电阻焊接头的基本形式142

5.1.4 铆焊联合接头143

5.1.5 胶焊联合接头144

5.2 焊接接头的力学特性144

5.2.1 焊接接头145

5.2.2 焊接接头力学性能的不均匀性145

5.2.3 应力集中154

5.3.1 电弧焊接头上的工作应力分布155

5.3 焊接接头的工作应力分布155

5.3.2 电阻点焊接头上的工作应力分布163

5.3.3 焊接接头的承载能力165

5.4 胶接接头的工作应力分布169

5.4.1 单搭接接头170

5.4.2 对接接头171

5.4.3 受劈裂载荷接头172

5.4.4 受剥离载荷接头173

6.1.1 穿晶断裂与沿晶断裂175

第6章 焊接结构的脆性断裂175

6.1 结构的脆性断裂175

6.1.2 延性断裂与脆性断裂176

6.1.3 延性－脆性断裂转变温度187

6.1.4 平面应力与平面应变状态188

6.1.5 焊接结构的脆断特征189

6.1.6 影响焊接结构断裂模式的主要因素191

6.2 评价材料脆断抗力的方法196

6.2.1 一次冲击试验198

6.2.2 爆炸开裂和落锤试验199

6.3 断裂力学在焊接结构中的应用212

6.3.1 三种裂纹模型212

6.3.2 线弹性断裂力学213

6.3.3 弹塑性断裂力学215

6.4 焊接结构的脆断安全评定226

6.4.1 断裂安全的评定规范226

6.4.2 ⅡW的缺陷评定标准草案228

6.4.3 CVDA—1984规范对脆断的评定228

7.1 疲劳的基本概念235

第7章 焊接结构的疲劳235

7.1.1 高周疲劳和低周疲劳237

7.1.2 疲劳极限239

7.1.3 疲劳裂纹的萌生及扩展241

7.2 影响焊接接头疲劳强度的主要因素250

7.2.1 焊接缺陷250

7.2.2 母材和填充金属成分256

7.2.3 残余应力257

7.2.4 焊接结构与接头形式260

7.2.5 应力集中261

7.2.6 平均应力及峰值应力263

7.2.7 金属显微组织264

7.2.8 其他因素266

7.3 提高焊接接头疲劳强度的措施269

7.3.1 合理的焊缝、焊接接头和结构形式269

7.3.2 合理的工艺措施270

7.3.3 预超载271

7.3.4 锤击273

7.3.5 局部加热或压缩274

7.4.1 无限寿命设计和有缺陷结构的安全评定276

7.4 焊接结构疲劳裂纹扩展寿命评定276

7.4.2 疲劳裂纹扩展的估算277

第8章 先进材料连接281

8.1 复合材料连接281

8.1.1 复合材料结构件的机械连接282

8.1.2 树脂基复合材料的熔化连接285

8.1.3 金属基复合材料的连接289

8.1.4 碳／碳复合材料的连接293

8.1.5 陶瓷基复合材料的连接294

8.2.1 金属－陶瓷连接296

8.2 陶瓷材料连接296

8.2.2 陶瓷的钎焊300

8.2.3 陶瓷的固相扩散连接303

8.2.4 陶瓷的过渡液相连接304

8.2.5 陶瓷的反应成形连接法306

8.2.6 陶瓷－金属连接接头中的残余应力307

8.3 微电子连接与性能评定312

8.3.1 微电子连接技术312

8.3.2 导电胶的应用315

参考文献320