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焊接残余应力的数值模拟及控制消除研究的综述报告
焊接残余应力是由于焊接过程中产生的热效应引起的，它既能影响结构零件的强度和稳定性，也能引起结构零件的变形和翘曲，严重时还会引起零件的断裂等问题。因此，对于焊接残余应力的数值模拟和控制消除研究具有重要的现实意义和必要性。本文将对焊接残余应力的数值模拟和控制消除研究进行综述。
1.焊接残余应力的数值模拟
数值模拟是研究焊接残余应力的重要手段之一。现如今，人们通过有限元分析、计算流体动力学等数值模拟方法，可以较好地模拟出焊接过程中产生的热效应和机械应力，并进一步预测出焊接残余应力的大小和分布。其中，有限元分析是比较常用的一种数值模拟方法，它将焊接件划分为小的有限元单元，在考虑物理因素(例如焊接温度、热物性、荷载等)的基础上，计算每个单元的应力和变形。在此基础上，可以计算出所需的残余应力和变形等。
2.焊接残余应力的控制消除
为了消除焊接残余应力的影响，人们研究开发了许多方法。其中，常用的有预测控制方法、后段余热退火、机械切割应力消除和压力器法等。
(1)预测控制方法
预测控制方法是指在焊接过程中，根据有限元分析计算出的温度场和应力场，通过控制焊接参数优化设计，从而达到减小或消除焊接残余应力的目的。这种方法可以在焊接前对焊接工艺和焊接参数进行优化设计，便于实现焊接残余应力的控制。
(2)后段余热退火
后段余热退火是指在焊接完成后，通过升高部件温度并维持一段时间，然后缓慢冷却的方法，使得焊接后部件内部的应力分布得以平衡。这种方法既能控制残余应力的大小，也能减小变形等问题的产生。
(3)机械切割应力消除
机械切割应力消除是一种在焊接完成后，通过专门的机械设备进行部件表面层的削除的方法。在这种方法中，通过去除材料表面层，可以减小残余应力，提高部件的使用寿命。
(4)压力器法
压力器法是指在焊接过程中，在机械切割应力消除的基础上，用外部压力使得残余应力得到限制并减小的一种方法。在这种方法中，通过施加外部压力，可以使得部件内部产生压缩应力，从而消除残余应力。
总结
焊接残余应力的控制消除对于材料科学和工程领域的发展具有重要的价值。人们通过有限元分析和其它数值模拟方法，可以预测出焊接残余应力的分布情况。除此之外，通过预测控制方法、后段余热退火、机械切割应力消除和压力器法等控制消除方式，人们可以有效地消除焊接残余应力，从而减小结构零件的变形，增强零件的强度和稳定性，延长零件的使用寿命，为人类的工程技术发展做出巨大的贡献。