焊接结构习题.doc
“焊接结构”课程思考题第一章1. 简述构件焊接性的含义，哪些因素影响构件焊接性？2. 比较电弧焊（MIG）与电阻焊（点焊）过程中产热机构、散热机构和热量传递方式方面的差异。3. 哪些因素会影响MIG过程产热及散热？4. 举例说明焊接结构过程中涉及到几种热量传递方式。5. 比较交流TIG焊与电阻焊的有效热功率的差异。6. 请给出描述焊接熔池的三维数学模型（控制方程组及边界、体积力初始条件）7. 如何理解焊接熔池流场计算模型中控制方程组得以成立的物理基础8. 焊接热源有几种简化方式？其适用条件如何（举例说明）9. 热源空间尺寸的简化会造成何种偏差？其使用范围如何？10. 给出高斯分布热源的表达式，并说明式中各参数的含义及确定方法。11. 证明瞬时点热源作用于半无限体时，温度场T=Qexp(-R2/4at)/c(4at)3/2 的正确性。12. 瞬时点热源作用于半无限体t=0时，热源作用点的温度为多少？为什么？13. 说明瞬时点热源、线热源及面热源作用时的温度场特征及彼此的差异。14. 薄板上A热源作用5秒钟后，B热源开始作用，B热源作用5秒钟后，A热源停止作用。求板上任一点P在A热源开始作用15秒钟后的温度表达式。15. 移动点热源作用下，构件上哪点的温度与热源移动速度无关？16. 快速移动热源作用下的温度场有何特征，为什么？17. 高斯热源作用于厚板上的温度场表达式。分析其与线热源和面热源的关系？18. 什么是热饱和？热饱和时间的含义是什么？如何确定？19. 什么是温度均匀化？温度均匀化时间的含义是什么？如何确定？20. 什么是焊接热循环？描述焊接热循环的参数有哪些？21. 请在典型焊接热循环曲线上标出各热循环参数并解释其意义。22. 如何计算快速移动点热源作用下的热循环最高温度？23. 在20mm厚的钢板上堆焊焊道已知热源功率q=1000卡/秒，移动速度V=1mm/秒，热物理系数：=0.1卡/厘米 秒 ，C=1.0卡/cm ,a=0.1cm2/秒。计算沿纵向平面XOY，位置在上表面和下表面上并在热源后方20mm处的A点和B点的极限状态温度。以及在热源正下方C点的温度。（A点坐标：x=-20mm, y=0, z=0; B点坐标：x=-20mm, y=o, z=20mm; c点坐标：x=0, y=0, z=20mm）24. 如何计算快速移动线热源作用下的最高温度？25. 巨型钢件表面堆焊，电流I=200A，电弧电压V=20v, 电弧移动温度V=2mm/s ,求最高温度为500 处离堆焊轴线的距离，（=0.75）26. 如何计算相变温度以上的停留时间？27. 比较长段多层焊与短段多层焊的特点和使用范围。28. 对15mm厚的14MnMoNbB钢采用手工短段多层对接焊。已知：Ms=400,=0.4J/cms, c=5.25J/cm3,T0=25,用4的结857焊条，I=200A,U=25V,=0.2cm/s,=0.7,求合适的焊缝长度。29. 分析：明弧、埋弧和潜弧焊时哪种热效率高？30. 分析熔化极和非熔化极焊接哪种的热效率高。31. 焊条上的电阻加热如何计算？32. 焊条上的电弧加热升温如何计算？33. 焊丝上的温度分布如何计算？34. 一电弧作固定用于一巨型工件表面，电弧电压U=30V,焊接电流I=300A热效率=0.7， =0.42J/cms，c=5.25J/cm3，不考虑表面散热，电弧加热10秒后熄灭，求电弧中心点在开始加热5秒、10秒、20秒时的温度。35. 简述传热学的定律（傅立叶定律、牛顿定律和波尔兹曼定律）都描述哪类传热现象？36. 被焊构件的几何尺寸如何简化，其分别对应于哪种类型的焊接过程？37. 瞬时点、线、面热源，在其它条件相同时，哪种热源作用后的温度下降更快？38. 举例说明迭加原理在焊接热过程计算中的应用。第二章、第三章1. 焊接结构与铆接结构相比有什么特点？2. 内应力的分类（作用范围划分）、温度应力产生原因。3. 自由变形、外观变形和内部变形的区别。4. 简述长板条中心加热条件下的变形及应力产生分布情况。5. 长板条中心加热冷却后残余应力的产生机理（过程）6. 长板条一侧加热冷却后，残余应力的产生及分布情况。7. 长板条一侧加热时变形及应力的演变过程。8. 以低碳钢平板条中心焊接为例说明焊接温度场与对应高温时的应力分布情况。9. 说明受拘束体在热循环中应力与变形的演变过程。（以低碳钢为例）分三种情况10. 以低碳钢为例说明焊接应力与变形的演变过程。（P59，图3-14）11. 金属在从高温到低温变化中产生裂纹的条件。12. 说明金属材料“脆性温度区”的含义，它与产生焊接裂纹的内在关系。13. 焊接残余变形有哪些种类？14. 圆球容器焊接结构及两块厚度不同钢板的搭接接头，受载时产生附加应力的原因。15. 多层焊与单层焊对纵向变形的影响有何不同？16. 先焊焊缝和后焊焊缝的横向变形有什么不同？17. 横向收缩在焊缝长度上的分布规律及原因18. 对接接头横向收缩产生的过程19. 对接接头横向收缩在有间隙焊和无间隙焊时有什么不同？20. 平板对接时横向收缩量与什么因素有关？21. 角变形产生的原因22. 说明平板对接接头角变形分布规律及原因。23. 采用X型或双U型坡口时，怎样采取合理焊接顺序降低角变形？24. 波浪变形在什么条件下产生？如何降低？25. 焊接错边变形产生的条件是什么？26. 扭曲变形（螺旋形变形）产生的原因。27. 预防焊接变形的措施有哪些？28. 如何从设计上预防焊接变形？（举例说明）29. 举例说明如何从工艺上预防焊接变形。30. 矫正焊接变形的方法有哪些？31. 举例说明如何选择合适的焊接次序用以控制焊接变形？32. 说明平板对接对纵向焊接残余应力的分布规律？33. 圆筒环焊缝与平板直焊缝的纵向残余应力大小有什么不同？34. 说明横向焊接应力产生的原因及分布规律？35. 焊接顺序对横向残余应力分布有何影响？36. 厚板焊接时沿厚度上三个方向应力分布规律如何？37. 拘束条件下焊接应力分布规律。38. 说明相变对焊接残余应力的影响。39. 焊接内应力对静载强度的影响。40. 焊接内应力对机械加工精度的影响。41. 焊接内应力对受压杆件稳定性的影响。42. 说明焊接内应力对刚度的影响，对应力腐蚀开裂的影响。43. 简述如何在焊接过程中调节内应力。44. 简述如何在焊后消除焊接内应力。45. 说明应力释放法测定焊接残余应力的分类及原理。46. 简述焊接热影响区的力学性能。47. 简述焊缝与母材力学性能的差异。48. 说明低组配接头在处于三向受拉状态时力学性能的特点。49. 说明低组配接头中，H/D（软层厚/直径）的变化对接头强度的影响。50. 低组配接头与高组配接头相比各自的优缺点。51. 焊接接头的基本型式及各自特点。52. 说明对接接头受拉伸时的工作应力分布情况。53. 说明丁字接头受载荷作用时的应力分布情况。54. 搭接接头正面角焊缝与侧面角焊缝的工作应力分布有何不同？哪种更好。55. 多排电焊接头是否合理，解释原因。56. 横向变形沿焊缝长度上分布是否均匀？57. 纵向变形如何影响横向变形？58. 厚板对接多层焊缝中三个方向应力分布规律如何？59. 封闭焊缝引起的内应力分布规律。60. 焊接残余内应力对塑性材料静载强度的影响。61. 温差拉伸法消除焊接残余应力的机理。62. 举例说明火焰成形的原理及分类。63. 举例说明焊接方向不同时，平板对接沿焊缝横向残余应力分布规律的差别。64. 从残余应力角度分析说明交叉焊缝的缺点。65. 如何降低焊接角变形。66. 对于厚板采用开坡口与不开坡口焊相比较有什么优点？67. 十字接头焊接时应注意哪些问题，为什么？68. 点焊接头的工作应力分布规律如何？69. “铆焊联合结构”与“铆焊联合接头”有什么区别？70. 如何评价“铆焊联合接头”？71. 铆接结构比焊接结构有哪些优点？72. 复杂截面构件接头的计算，要考虑哪些因素？73. 角焊缝计算时应注意哪些问题？74. 简述热处理消除残余应力有哪些具体方法，各自的特点。75焊接横向残余应力的来源及产生原因。76相变过程对焊接残余应力的影响。第四章1. 叙述脆性断裂的特点及原因。2. 延性断裂的过程及断口特征（宏观及微观）。3. 脆性断裂的分类及各自的产生条件。4. 解理断裂产生条件、产生原因、断口宏观微观特征。5. 沿晶断裂产生条件、产生原因、断口宏观微观特征。6. 影响金属脆断的主要因素有哪些？7. 用力学状态图说明应力状态因素如何影响金属脆断。8. “塑性材料”一定会产生延性断裂吗？说明原因。9. 单轴拉伸、三轴拉伸应力状态，各有什么特点？10. 三轴应力在什么条件下产生？对脆性断裂的影响？11. 温度如何影响缺口试样的断裂？结合力学状态图说明。12. 加载速度如何影响缺口试样的断裂？结合力学状态图说明。13. 脆性材料和金属材料（塑性材料）的裂纹扩展条件有何区别？（用能量理论解释）14. 材料状态（厚度、冶金、晶粒度、化学成分）对脆性断裂的影响。15. 用能量理论（Orowan）简述塑性变形是阻止金属材料裂纹扩展的主要因素。16. 脆性材料（玻璃、陶瓷等）中裂纹扩展条件与塑性材料（金属等）中有什么不同，试用能量理论加以说明。17. 材料脆性断裂有哪些评定方法，简述其原理特点。18. 用转变温度法评定材料断裂时采用哪些典型试验？19. 却贝（Charpy）冲击试验中采用哪些方式（或采用哪些标准）评定材料断裂？20. 爆炸膨胀试验的目的、特点、原理。21. 断裂力学方法评定材料断裂比转变温度法有何优越性？22. 简述焊接结构制造工艺特点对脆性断裂的影响。23. 热（动）应变时效引起局部脆性的过程及解决方法。24. 金相组织（焊接线能量）对脆性的影响及解决方法。25. 角变形和错边对脆性断裂影响。26. 残余应力和塑性变形对脆性断裂的影响，怎样解决不利影响？27. 焊接结构脆断过程分几部分，各部分的特征？28. 焊接结构的两种设计原则是什么？（从防止脆性断裂角度分析）29. 焊接接头抗开裂性能的试验有哪些？实验原理是什么？30. 断裂韧性试验的原理是什么，COD值是什么含义？31. 焊接接头止裂性能试验有哪些？实验原理是什么？32. 罗伯逊止裂试验有哪两种？各自的特点是什么？33. 有哪些因素会导致焊接结构的脆性断裂？34. 预防焊接结构脆性断裂指施有哪些？35. 为预防焊接结构脆性断裂，如何正确选材？36. 为预防焊接结构脆性断裂，如何进行合理的结构设计？37. 未焊透缺欠对脆性断裂的影响。38. 单轴拉伸和扭转在力学状态上各自特点。39脆性断裂和韧性断裂在力学状态图上的位置。40说明脆性断裂和疲劳断裂的主要区别。第五章1. 简述疲劳断裂过程和疲劳断口宏观、微观特征、机理。2. 焊接结构疲劳裂纹的产生为什么要容易？3. 表征疲劳应力循环特征的参量有哪些？4. 疲劳图有哪些表示方法？5. 疲劳曲线和疲劳图在使用上有什么区别？6. max-r疲劳图中-1 ,0 ,1 的位置（画图）7. max-m疲劳图中-1 ,0 ,1 的位置（画图），如何作图得到某一循环特性r下的疲劳强度r ？8. a-m疲劳图中-1 ,0 ,1 的位置？（画图）如何作图得到某一循环特性r下的疲劳强度r ？9. max-min疲劳图中-1 ,0 ,1 的位置？（画图）如何作图得到某一循环特性r下的疲劳强度r？10. 疲劳曲线或疲劳图上疲劳载荷和疲劳强度如何区别？11. 为什么要用断裂力学方法研究疲劳裂纹的扩展？12. 用断裂力学方法评定疲劳寿命比传统方法有什么优越性？13. 裂纹的亚临界扩展分为几种类型，各有什么特点？14. 帕瑞斯公式福曼公式各代表什么含义，区别是什么？15. 裂纹扩展速率受哪些量控制？16. 高周疲劳裂纹与低周疲劳裂纹扩展特性有何区别？17. 高周疲劳裂纹扩展分为哪些阶段，用双对数坐标图说明。18. 说明疲劳寿命的评估方法。19. 影响焊接接头疲劳强度的因素有哪些？20. 应力集中对疲劳强度的影响（对接、十字接头、搭接）21. 近缝区金属性能变化对疲劳强度的影响。22. 残余应力如何影响疲劳强度，结合疲劳图加以说明。23. 缺陷对疲劳强度的影响24. 提高焊接接头疲劳强度的措施。25. 降低焊接接头应力集中有哪些措施。26. 为了提高疲劳强度，如何调整构件的残余应力场？27疲劳裂纹一般产生在构件的什么位置？
