随着国家对环境保护越来越重视,可以预见,在未来相当长的一段时间内,天然气作为清洁优质的能源,其需求和开发会越来越旺盛。作为运输液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)载体的LNG船的需求量也越来越大。焊接是船舶制造的关键技术之一,焊缝质量直接影响着焊接结构的抗拉强度、疲劳寿命和耐腐蚀性能等。Invar钢为薄膜型LNG船液舱维护系统使用的屏蔽材料,Invar钢带采用电阻焊或钨极氩弧焊焊接而成屏蔽层,由于焊接结构的焊缝及热影响区存在较高的焊接残余拉应力,因此,研究Invar钢焊接残余应力对LNG(?)液舱维护系统疲劳寿命的影响有重要意义。首先,基于有限元分析软件MSC.Marc建立了焊接有限元模型,对焊接过程中温度场及焊后应力场进行了模拟和分析,采用X射线衍射法测量了Invar钢搭接接头的纵向焊接残余应力,验证了数值模拟的正确性。数值模拟及实测结果表明,焊缝及热影响区存在较高的纵向残余拉应力,数值模拟的应力峰值高于Invar钢的屈服强度；焊接横向残余应力相对较小：焊接电流越大,焊后纵向残余应力峰值越小,高应力区越大。其次,与不考虑焊接残余应力相比,考虑焊接残余应力并施加晃荡载荷后,焊缝及热影响区仍存在较高纵向焊接残余应力,且焊缝及热影响区节点疲劳寿命下降较为明显,说明焊接残余应力对Invar冈薄膜焊接接头的疲劳寿命有较大影响。对疲劳寿命较低的节点进行优化设计,结果表明减小节点纵向残余应力可以显著提高其疲劳寿命。最后,对残余应力释放对疲劳寿命的影响进行了研究,研究表明,在一定的应力比和应力幅下,焊接纵向残余应力有较大幅度释放,疲劳寿命显著提高。