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在现代工业领域中,焊接作为一种连接方式被越来越广泛的应用。在焊接过程中,由于温度及组织的不均匀,导致焊接残余应力的产生。焊接应力的存在对结构的尺寸、疲劳强度和使用寿命产生影响。因此,对焊接残余应力的研究变得十分重要。 本文通过研究不同尺寸晶粒对铝合金X射线应力测试精确度的影响规律,分析测试参数和方法等对精确度的影响,获得了较大尺寸铝合金X射线应力测试方案;研究了择优取向对测试中不同ψ位置衍射的影响,并提出相应的解决方案;基于以上的研究,对不同坡口形式的焊接接头进行应力测试,分析其分布特点,最后利用数值仿真方法对接头温度场和应力场进行计算。 研究结果表明:在测试材料晶粒尺寸比较粗大时,测试参数选定后,定峰方法和计算方案直接影响测试结果精确度。选用摇摆角3°、准直器直径2mm和2或3s曝光时间时可以形成较好的衍射峰形,采用交相关法定峰和引入摇摆角进行计算可以提高测试结果的精确度。 铝合金中存在择优取向时,导致X射线测试中的衍射峰强度比增大,因此选择单一的晶面测试时,测试结果可信度较低。本文提出的“多晶面测试法”既满足了测试精确度要求,又改善了测试的条件。 通过对两种坡口形式的焊接接头应力的研究,发现焊件尺寸一定时X形接头焊接应力值小于Y形接头。在X形接头上,正反两面的应力分布和大小基本相同,主要影响为焊接件端部的压应力;在Y形接头上,起弧端应力为压应力且较大,为120MPa,在应力稳定区域,应力表现为拉应力状态,其值约为40MPa。两种接头形式下的焊接件在焊缝不稳定成形段,应力分布的规律性明显下降,在稳定成形段,应力分布稳定且规律性强。 根据实际情况,采用Sysweld计算软件,对两种情况下的焊件进行有关温度场和应力场的仿真计算,对比分析测试与计算结果。分析二者之间的联系,建立此种情况下的焊接仿真计算模型。