一般动态优化设计的内涵扩展

焊后热裂纹是奥氏体不锈钢焊接的重要缺陷。焊后焊缝热裂纹产生的原因是多种因素综合作用的结果。其中，最重要的影响因素是焊缝的组织结构、焊缝的塑性和强度下降等。这些影响因素都与焊材的化学成分、杂质元素含量等密切相关。因此，要想提高焊缝的抗热裂纹能力，应当采取相应的冶金措施，从根本上解决焊缝热裂纹问题。

1.焊缝金属的组织结构与热裂纹敏感性的关系

奥氏体不锈钢焊缝的组织结构对焊后热裂纹的产生具有重要的影响。焊缝的组织结构又取决于合金元素的含量。因此，合金元素的含量、组织结构与焊缝热裂纹三者之间存在着密切的关联。

图5-10示出奥氏体镍铬不锈钢焊缝的合金元素含量、组织结构与焊缝热裂纹敏感性三者之间的关联。该曲线是通过实验数据绘制的。

图12-3 动态优化设计法的理论框架

过去谈到的动态优化设计一般指的是消除振动，而其模态分析也着重于求出各阶模态，并且多数是研究如何消除有害振动。而在我们所进行的研究中是把动态设计扩展到振动利用领域，不仅仅讨论了一般振动的利用，还讨论了共振的利用，如振动机械对振动的利用不只限于非共振的利用，还要讨论如何利用共振，来减少能量的消耗。(www.xing528.com)

将单纯研究消除振动，扩展到研究如何更好地利用振动，并在国际上首先创建了“振动利用工程”新学科，这是一步很大的跨越（图12-4）。

图5-10 奥氏体镍铬不锈钢的成分与焊缝热裂纹敏感性的关系

表5-16列出奥氏体镍铬不锈钢焊缝金属的成分（铬当量/镍当量）与焊缝热裂纹倾向。从表中可以看出：只有FA凝固模式的组织结构焊材，可以通过调节合金元素含量，利用控制铬当量和镍当量的比值来获得理想的抗热裂纹能力。具有A和AF凝固模式的组织结构焊材，不能采用相同方法来降低焊缝热裂纹，必须采取其他措施，如降低杂质元素含量、改善焊缝塑性和强度等方法来提高抗热裂能力。

表5-16 奥氏体镍铬不锈钢焊缝金属成分与焊缝热裂纹倾向

图12-4 在“振动利用工程”领域撰写的八部中英文著作