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大厚度内环件是核电压力容器的重要构件，在制造过程中产生的焊接残余应力会影响其承载能力、结构稳定性及使用寿命等。研究大厚度内环件的焊接残余应力分布对于提高核电压力容器的安全可靠性有非常重要的意义。 本课题结合实验测量和有限元模拟研究核电内环形件模拟件的残余应力分布情况。采用小孔法测试了热处理前后的表面应力，基于轮廓法测量了焊接模拟件热处理后内部纵向应力分布，通过有限元方法计算焊接模拟件的焊后及热处理后应力场，分析大厚度内环形件模拟件的应力分布特征；基于微冲剪法测试了接头力学性能分布的不均匀性，结合有限元法分析接头力学性能不均匀性对焊接残余应力的影响。 小孔法表面应力测试结果表明：热处理前，焊接模拟件的表面纵向残余应力在焊缝区域为拉伸应力，母材区域出现压缩应力；横向残余应力在焊缝区域为拉伸应力，峰值拉伸应力出现在上下表面的焊缝区域及靠近焊趾区域，表面应力状态呈明显的M形分布；热处理后，表面应力明显降低，且整个模拟件上下表面上的横向应力与纵向应力分布趋势基本保持一致。轮廓法内部应力测试结果表明，热处理后模拟件中截面上焊缝区域拉伸纵向应力幅值大于200MPa，峰值拉伸纵向应力出现在焊缝中心距上下表面一定深度，压缩纵向应力出现焊缝两侧。 结合数值模拟的结果和实验测量的焊后应力结果发现其趋势和数值上都吻合良好。有限元模拟的结果表明：广义平面应变模型和轴对称模型，计算的结果都能反映大厚度模拟件焊接应力分布特征：焊后热处理对残余应力的消除作用主要发生在热处理的加热阶段后期和保温阶段初期，保温阶段后期对残余应力的消除作用较小。 考虑焊接接头力学性能不均匀性的有限元模型计算结果表明，力学性能不均匀性会导致残余应力在焊接接头区域的应力幅值发生变化，但分布趋势基本不变，焊后上表面的纵向应力相比均匀力学性能模型上升了18.7％，横向应力上升了18.7%，中等厚度位置的纵向应力下降了18.7%，横向应力上升了59.7%；热处理后上表面的纵向应力相比均匀力学性能模型上升了14.4%，横向应力上升了33.3%，中等厚度位置的纵向应力下降了40%，横向应力上升了34.5%。母材区域的焊接残余应力基本保持一致。