当前,可控震源已经成为了绿色环保以及高效勘探的主要装备。可控震源在工作中由振动器负责激发地震波,振动器平板是连接可控震源与地面,并向地面激发地震波的关键部件。在制造过程中,振动器平板产生了焊接残余应力,平板在工作过程中,承受震源车自重与振动器变频载荷,产生了不断变化的工作应力,二者共同作用下,极有可能导致平板开裂。平板开裂会影响振动器的机械性能,降低信号激发质量,威胁工作人员与设备安全。目前,由于实验条件与验证方法的局限性,国内外对可控震源平板工作应力与焊接残余应力共同作用导致焊缝开裂的研究较少,为此,本文利用数值模拟方法开展了基于焊接残余应力耦合作用的震源振动器平板损伤与合理焊接工艺参数研究。本文的主要研究工作和成果如下:(1)在振动器系统动力学的基础上,建立了振动器动力学仿真模型,开展了可控震源振动器平板工作应力特征研究,掌握了平板工作应力的分布与变化规律,分析结果表明:平板上不同部位存在着不同程度的应力集中现象,立柱焊缝及附近区域的应力集中明显;平板上不同部位存在着不同程度的变形,焊缝及附近区域变形更大,说明平板焊缝及附近区域可能是平板失效的主要区域。(2)建立了振动器平板立柱焊接仿真模型,开展了振动器平板温度场及残余应力分析研究,结果表明:焊接线能量和层间温度是影响残余应力的两个重要参数;平板与立柱的焊接部位普遍存在着焊接残余应力,短边焊缝的中段存在着应力集中与应力峰值。(3)结合振动器平板工作载荷与残余应力特性,提出了一种耦合焊接残余应力与工作应力的新方法,将工作应力和残余应力进行耦合后发现,短边焊缝区域的应力接近屈服强度,存在开裂的危险,得出了平板焊缝开裂是残余应力与工作应力共同作用结果的结论,其中残余应力为主要因素。(4)掌握了两种焊接工艺参数对振动器平板残余应力的影响规律,在此基础上,提出了一组合理参数,并进行了仿真分析,结果表明,合理参数下的残余应力显著下降。