本論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金資助項目“多維高頻微觀激振時效機理及相關(guān)技術(shù)的研究”No.50305036，采用理論仿真與實驗相結(jié)合的方法，對高頻振動時效消除焊接殘余應(yīng)力的效果進行了研究。
第一章介紹論文的研究背景和意義。
綜述了殘余應(yīng)力和振動時效技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，具體介紹了現(xiàn)有殘余應(yīng)力測試與評估技術(shù)；在此基礎(chǔ)上提出了論文的研究內(nèi)容及研究方法。
第二章研究了焊接殘余應(yīng)力的理論及數(shù)值仿真過程。
首先，介紹了焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機理及分布。
然后對焊接過程中的溫度場及彈塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的有限元模型進行了理論研究，分析了溫度場、殘余應(yīng)力場的計算方法。
最后在大型有限元分析軟件ANSYS上實現(xiàn)了焊接殘余應(yīng)力的數(shù)值仿真，得到了焊接殘余應(yīng)力的分布規(guī)律。
分析結(jié)果表明模型的最大拉伸殘余應(yīng)力出現(xiàn)在熔和區(qū)附近，隨著離焊縫的距離增加，逐漸變?yōu)閴簯?yīng)力，離焊縫更遠的地方，壓應(yīng)力逐漸變?yōu)樾 ?br />
第三章研究了高頻振動時效的機理及數(shù)值仿真過程。
首先從金屬的應(yīng)力應(yīng)變機制和細觀力學(xué)角度分析了常規(guī)振動時效和高頻振動時效，得出了振動時效動應(yīng)力必須滿足的力學(xué)表達式，并對比了它們的差異，然后建立了振動時效消除焊接殘余應(yīng)力的仿真模型，采用大型有限元軟件ANSYS對其進行了數(shù)值仿真，并比對了高頻振動時效與常規(guī)振動時效的仿真結(jié)果。
仿真結(jié)果表明高頻振動時效比常規(guī)振動時效具有更好的殘余應(yīng)力消除效果，特別是在焊縫處的殘余應(yīng)力峰值處，并且高頻振動處理后相比于低頻處理后的應(yīng)力均化狀況要好。
第四章對高頻振動時效進行了實驗研究。
介紹了盲孔法測量殘余應(yīng)力的原理，并利用振動時效裝置對焊接鋼板進行高頻振動時效消除焊接殘余應(yīng)力實驗，并對不同激振頻率對振動時效的效果影響進行了分析研究。
實驗結(jié)果證明了高頻振動時效消除焊接殘余應(yīng)力的可行性，且激振頻率越高，焊縫處殘余應(yīng)力消減率越高。