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焊接结构在加工过程中不可避免地会产生焊接残余应力,焊接残余应力的存在对结构的使用性能有严重影响,从而产生安全隐患,因此对焊接残余应力的测量具有重要意义。作为一种新兴的残余应力测量手段,电磁超声法由于具有无损、快速、可实现在线测量等优点而受到广泛关注。本文针对焊接残余应力的无损测量问题,采用电磁超声法开展焊接残余应力实测研究,并采用盲孔法与有限元数值模拟对其可行性与精度进行验证。结果表明:电磁超声法能够有效地测量焊接接头残余应力的分布状态,具有潜在的工程应用价值。开展的主要工作如下:(1)借助电磁超声技术,对Q345R钢板对接接头残余应力进行测量。在考虑材料各向异性的基础上,对已有的横波声弹性公式进行修正;针对焊接接头不同区域(焊缝区、热影响区、母材区)材料微观组织存在较明显的差异,分别加工标定试样,通过拉伸标定实验测得常温环境下(25±2℃)相应区域的材料声弹性系数与各向异性参数,并结合实测横波声速值获得了焊接接头不同部位的残余应力分布。(2)采用盲孔法测量焊接接头残余应力,并对电磁超声法测量结果进行了验证。通过标定实验测得材料的应变释放系数,并采用基于形状改变比能参量S的方法对其进行塑性修正;对比分析盲孔法与电磁超声法测量结果,结果表明,两者具有基本一致的残余应力分布趋势。(3)为克服盲孔法与电磁超声法测量结果可比性较低且盲孔法测点数量有限等不足,采用焊接模拟专用软件Simufact.Welding,建立热弹塑性分析有限元模型,对焊接接头的残余应力场进行数值分析,并对电磁超声法测量结果进行验证。基于盲孔法测量结果对有限元模型的合理性进行了验证;分析了焊接残余应力沿焊接件厚度的分布,并将厚度方向数值模拟平均值与电磁超声法测量值进行对比分析。结果表明,模拟结果与电磁超声法实测结果的分布趋势吻合较好。