焊接应力与变形产生.ppt

1,第一章 焊接应力与变形第一节 焊接应力与变形产生,一、应力与变形的基本知识1.应力：即物体在单位截面上表现的内力。（1）工作应力：物体由于外力作用而在其单位截面处出现的内力。特点：因外力的存在而存在。（2）内应力：没有外力的条件下平衡物体内部的应力。特点：在物体内部，自然形成一个平衡体系。,2,2.变形,（1）定义：物体在外力或温度等因素作用下，其形状与尺寸发生变化的现象。,3,自由变形a.定义：当金属物体温度发生变化，或发生了相变，其尺寸和形状就要发生变化，如果这种变化没有受到外界的阻碍而自由的进行。b.自由变形量：c.自由变形率：单位长度的自由变形量。,（2）拘束条件下的变形,4,非自由变形：a.外观变形：当金属物在温度变化过程中受到阻碍，不能完全的自由变形，把能表现出来的这部分变形，称为外观变形。b.内部变形：把未表现出来的那部分变形，称为内部变形。,5,c.三者关系由 得：规定：拉伸变形为正，压缩变形为负。则三者关系为：,6,二、研究焊接应力与变形的基本假定,1.平截面假定；2.金属性质不变的假定；3.金属屈服点假定；5000C以下：弹性变形；5006000C：弹性+塑性变形；6000C以上：塑性变形。4.焊接温度场假定。假设某一极限状态下，温度场不再改变。,7,三、焊接应力与变形产生的原因,1.焊件的不均匀受热（1）不受约束杆件在均匀加热时的应力与变形 加热：有变形无应力 冷却：无变形与应力（2）受约束杆件在均匀加热时的应力与变形,8,加热 冷却T05000C：弹性变形 压应力 无变形与应力5000C T0 6000C：弹性+塑性变形 压应力T06000C：塑性变形 无应力 同上,9,（3）长板条中心加热a.加热时：中间受压两侧受拉。,10,b.冷却时：中间受拉，两侧受压。,11,（4）板条一侧加热a.加热时：两侧受压，中间受拉。,12,b.冷却时：两侧受拉，中间受压。,13,2.焊缝金属的收缩 液态转变为固态时，体积收缩；先结晶的部分会阻止后结晶部分引起的收缩。3.金属组织的变化 如A转变为M时，体积膨胀。4.焊件的刚性的拘束。,14,作业：P361-1.3,2-2,