估算纵向残余应力的方法与实践

图10.5-1所示为中心纵缝板条上的简化纵向残余应力分布模型，其焊缝横断面上的拉伸应力σ_te，大小相当于下屈服强度R_eL，宽度近似等于焊接接头区（焊缝+两侧临近区）塑性区宽度。

图10.5-1 所有板边均无约束的简化应力分布模型

a）带有中心纵缝的板条 b）纵向残余应力分布

根据平衡条件，有：

σ_te=R_eL （10.5-1）

式中σ_c——压缩残余应力（MPa）；

w——板宽（mm）；

w_t——拉伸区的宽度（mm）；

w_pl——塑性区的宽度（mm）。

对于低碳钢，有经验公式：

式中 h——板厚（mm）；(www.xing528.com)

q_v =——焊接热输入（J/mm）。

其中焊接热输入q_v和单位长度焊缝熔化填充金属的体积成比例，或是和焊缝横断面积A_w成比例，如式（10.5-4）：

q_w=K_nkA_w （10.5-4）

式中 A_w——焊缝横断面面积（mm²）；

K_n——多道焊校正系数，K_n=n^-2/3；

n——多道焊的道数。

对于图10.5-2和图10.5-3所示偏心纵缝板条和T形断面梁，在横断面上的应力平衡条件中，加入拉伸力相对于横断面重心的力矩后，也可以得到相似的结果。

图10.5-2 各边均无约束的偏心纵缝板条纵向残余应力的简化分布

图10.5-3 带有腹板与翼板填角焊缝的T形断面梁纵向残余应力的简化分布，梁的纵向无约束