鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點疲勞性能及斷裂力學數(shù)值模擬

以鋼管混凝土拱橋和空間桁橋等新型橋梁結構為工程背景，綜合運用熱點應力概念和斷裂力學原理，研究鋼管混凝土K型焊接節(jié)點疲勞性能。研究內(nèi)容涉及節(jié)點應力集中參數(shù)分析，疲勞破壞評判準則，疲勞強度，影響節(jié)點疲勞性能的各種因素，焊接缺陷，疲勞開裂、擴展和破壞全過程，應力強度因子計算模型和方法，裂紋擴展數(shù)值模擬，疲勞強度的驗算方法，鋼管混凝土焊接節(jié)點與空鋼管焊接節(jié)點疲勞性能上的共性和異性。屬當前國際最新前沿課題，研究方法突破傳統(tǒng)，解決工程應用中迫切需要解決的基本問題，研究成果有助于鋼管混凝土橋梁耐久性使用，具學術與應用雙重價值。

焊接是一個涉及電弧物理、傳質傳熱、力學、冶金與材料學等多物理場耦合的復雜過程，影響因素繁多。隨著計算機科技的快速發(fā)展，焊接數(shù)值模擬技術得到了越來越廣泛的關注和應用。

《焊接過程的數(shù)值模擬》以“理論介紹一數(shù)值模擬實現(xiàn)方法一具體應用案例”為主線，結合通用數(shù)值模擬軟件及實用的算例，對多種常見焊接方法及焊接過程中涉及的熱、力、微組織相變、電弧及溶池流體等諸多物理過程給出了數(shù)值模擬實現(xiàn)方法。

《焊接過程的數(shù)值模擬》理論講解詳細深入，實例內(nèi)容豐富、可操作性強，可作為高等院校焊接技術與工程及其相關專業(yè)本科生及研究生學習焊接數(shù)值模擬技術和相關軟件的教材，也可供廣大焊接工程技術人員學習和參考。

《高等學校教材·化工過程數(shù)值模擬及軟件(第2版)》旨在介紹化工過程模擬的基本概念和方法，提供利用相關模擬軟件進行實際化工過程的模擬的步驟和技巧。

《高等學校教材·化工過程數(shù)值模擬及軟件(第2版)》可作為高等學校應用化學、化學及化工類專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供石油與化工、輕工等行業(yè)從事開發(fā)的工程技術人員參考。

第1章 緒論

1．1 焊接物理過程的復雜性

1．2 數(shù)值模擬的基本概念與步驟

1．3 數(shù)值方法與數(shù)值模擬軟件

1．4 焊接數(shù)值模擬的內(nèi)容

1．5 焊接數(shù)值模擬的意義與發(fā)展概況

第2章 焊接物理過程基礎

2．1 焊接熱過程

2．1．1 常用焊接熱源及熱效率

2．1．2 焊接熱源模型

2．1．3 焊接溫度場及傳熱定律

2．2 焊接應力與材料力學本構

2．2．1 焊接殘余應力的產(chǎn)生

2．2．2 材料的率無關彈塑性本構

2．3 接頭熱影響區(qū)微觀組織演化

2．3．1 接頭微觀組織演化簡介

2．3．2 相變描述方法

2．3．3 相變模型

2．4 焊接電弧與焊接熔池

2．4．1 焊接電弧

2．4．2 焊接熔池

第3章 有限元軟件基礎

3．1 Abaqus軟件基礎

3．1．1 Abaqus軟件簡介

3．1．2 Abaqus幫助文檔

3．2 Abaqus的初步使用

3．2．1 Abaqus分析的基本步驟

3．2．2 Abaqus／CAE簡介

3．2．3 Abaqus／CAE的功能模塊

3．3 Abaqus中的單位體制

3．4 Abaqus中的單元

3．4．1 單元的分類

3．4．2 單元的表征與命名

3．4．3 單元的選擇

3．5 Abaqus的主要文件類型

3．6．inp文件

3．6．1．inp文件的組成

3．6．2．inp文件的結構

3．6．3．inp文件的語法格式

3．6．4．inp文件的修改

3．6．5．inp文件的執(zhí)行

3．7 Abaqus用戶子程序文件

3．7．1 Abaqus用戶子程序

3．7．2 用戶子程序的編寫

3．7．3 用戶子程序的執(zhí)行

3．8 ANSYSFluent軟件簡介

3．9 nuent計算流程

3．1 0nuent的初步使用

3．1 0．1 Fluent的啟動與主界面

3．1 0．2 Fluent讀入與檢查網(wǎng)格

3．1 0．3 物理模型的選擇

3．1 0．4 材料屬性設置

3．1 0．5 相的設定

3．1 0．6 計算域條件設定

3．1 0．7 邊界條件設定

3．1 0．8 動網(wǎng)格設置

3．1 0．9 參考值設置

3．1 0．1 0求解器算法設置

3．1 0．1 1求解參數(shù)設置

3．1 0．1 2求解監(jiān)視窗口設置

3．1 0．1 3初始化設置

3．1 0．1 4運算設置

3．1 0．1 5運行計算設置

3．1 0．1 6結果設置

3．1 1Fluent用戶自定義程序

3．1 1．1 UDF概述

3．1 1．2 Fluent中的網(wǎng)格拓撲

3．1 1．3 UDF中的自定義函數(shù)

3．1 1．4 編譯與加載UDF

3．1 2用戶自定義內(nèi)存變量

3．1 3用戶自定義標量

第4章 焊接熱力模擬一一熱彈塑性法

4．1 熱彈塑性法的基本假設

4．2 熱源參數(shù)及材料性能參數(shù)

4．3 模擬過程中需要注意的問題

4．3．1 熱力耦合方式的選取

4．3．2 熱源模型的選擇與校核

4．3．3 有限元網(wǎng)格大小的選取

4．4 電弧焊接熱力耦合綜合實例

4．4．1 問題描述

4．4．2 問題分析

4．4．3 Abaqus／CAE溫度場分析過程

4．4．4．Abaqus／CAE應力場模擬分析過程

第5章 焊接熱力模擬一一固有應變法

5．1 固有應變法的基本理論

5．1．1 固有應變的基本概念

5．1．2 固有應變法與熱彈塑性法的關系

5．1．3 固有應變法的解析計算

5．1．4 固有應變法的有限元計算

5．2 固有應變參數(shù)的確定

5．2．1 縱向固有應變系數(shù)的確定

5．2．2 橫向固有應變系數(shù)的確定

5．3 固有應變的施加區(qū)域

5．4 多道焊的固有應變

5．5 T形接頭的縱向固有應變

5．6 固有應變法平板堆焊綜合實例

5．6．1 問題描述

5．6．2 問題分析

5．6．3 Abaqus／CAE分析過程

第6章 特種焊的數(shù)值模擬

6．1 點焊過程的數(shù)值模擬

6．1．1 電阻點焊過程的特點

6．1．2 點焊數(shù)值模擬分析方法的演化過程

6．2 點焊熱．力．電耦合模擬綜合實例

6．2．1 問題描述

6．2．2 問題分析

6．2．3 Abaqus熱．力．電耦合分析過程

6．3 攪拌摩擦焊的數(shù)值模擬

6．3．1 攪拌摩擦焊簡介

6．3．2 攪拌摩擦焊的數(shù)值模擬方法

6．4 攪拌摩擦焊動力學模擬實例

6．4．1 問題描述

6．4．2 問題分析

6．4．3 攪拌摩擦焊動力學分析過程

第7章 焊接熱影響區(qū)組織模擬

7．1 焊接熱影響區(qū)組織轉變與Mbldy模型

7．2 低合金鋼焊接熱影響區(qū)組織演變模擬實例

7．2．1 問題描述

7．2．2 問題分析與思路

7．2．3 子程序編制要點

7．2．4 焊接熱影響區(qū)相變模擬具體過程

第8章 焊接電弧及熔池的流體力學模擬

8．1 焊接電弧的流體力學模擬

8．1．1 電弧等離子體的特點與基本假設

8．1．2 電弧控制方湲

8．2 TIG焊電弧流體力學模擬綜合實例

8．2．1 問題描述

8．2．2 問題分析

8．2．3 TIG焊電弧流體力學模擬過程

8．3 焊接熔池的流體力學模擬

8．3．1 焊接熔池的流體特點與基本假設

8．3．2 焊接熔池控制方程

8．4 等離子．MIG復合焊熔池流體力學模擬實例

8．4．1 問題描述

8．4．2 問題分析

8．4．3 復合焊接電?。鄢亓黧w力學模擬過程

附錄

參考文獻2100433B