《焊接過程材料硬化行為表征及應力應變演化》是依託上海交通大學，由徐濟進擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：焊接過程材料硬化行為表征及應力應變演化
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐濟進
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
建立合適的材料硬化模型，準確表征焊接過程材料的硬化行為和應力應變演化過程，對準確地預測焊接殘餘應力、評估焊接結構完整性具有重要的科學價值和現實意義。本項目以核反應堆壓力容器主管道焊接殘餘應力評估為背景，以316L奧氏體不鏽鋼為研究對象，提出以熔池橫截面形貌、溫度曲線及焊接冷卻速率修正焊接熱源模型，實現焊接溫度場的準確模擬；改進A-F非線性隨動硬化模型，推導模型參數與溫度之間的關係，結合一定比例的等向硬化模型，建立一種新的非線性混合硬化模型；基於等溫拉伸壓縮試驗、Satoh試驗及316L不鏽鋼表面堆焊、多道焊試驗，驗證非線性混合硬化模型的可靠性。結合焊接數值模擬和DIC動態應變測量，基於拉達伊應力應變演化模型，考慮材料退火效應，提出新的焊接過程準穩態下熱彈塑性應力應變演化模型。
結題摘要
為了實現焊接過程的精準模擬，設計了多級載荷等溫循環拉壓試驗方法，提出相對內應力評價材料循環載荷下的硬化行為，建立了非線性混合硬化模型，表征焊接過程材料的應力應變演化行為；基於等溫拉壓試驗、Satoh試驗及數值模擬，通過非線性混合硬化模型、等向硬化模型和隨動硬化模型的敏感性分析，驗證了非線性混合硬化模型的準確性；提出了高溫非彈性應變處理方法，建立了力學熔點測試方法，結合非線性硬化模型和力學熔點，建立了材料的連續體本構模型；以Peclet係數判定熔池液態金屬的熱傳輸主導方式，結合焊縫熔池橫截面形貌，建立了複雜焊接熱源模型，以焊接溫度曲線及焊接冷卻速度，驗證焊接熱源模型的準確性；開展了平板表面堆焊、多道焊試驗及焊接數值模擬，計算的焊接殘餘應力與實測值比較，研究了硬化模型和力學熔點對焊接殘餘應力的影響，進一步驗證了非線性混合硬化模型的可靠性，上述研究內容成功地套用於不鏽鋼雷射焊的數值模擬；開展了深孔法和數字圖像相關法的研究，搭建了兩種方法的測試平台，並且成功地套用於焊接殘餘應力的測試，為焊接殘餘應力的測試提供了新的手段；基於拉達伊應力應變模型，考慮力學熔點，提出了新的焊接過程熱彈塑性應力應變演化模型。本項目實現了焊接過程材料力學本構模型的精準建模，提出新的焊接過程熱彈塑性應力應變演化模型，對焊接力學和數值模擬的發展及套用具有重大的推動作用和研究意義。
