本书基于作者对焊接结构抵抗失效的工程属性研究，提出将焊接结构完整性及合于使用性要素集成到焊接结构韧力体系，初步尝试构建了焊接结构韧力工程分析的基本框架。全书共7部分：绪论简要介绍了焊接结构韧力的概念及影响因素、焊接结构的损伤演化过程与韧力设计、韧力分析；第1章介绍焊接热力过程对材料的损伤，分析了焊接损伤对焊接结构初始韧力的影响；第2章论述焊接结构的失效问题，分析焊接结构断裂失效及控制参数、疲劳失效及影响因素、环境失效；第3章讨论焊接结构的断裂韧力分析方法及断裂控制；第4章讨论焊接结构的疲劳韧力分析方法及强化措施；第5章讨论焊接结构的环境韧力分析方法；第6章讨论焊接结构韧力的概率分析方法。
本书基于作者对焊接结构抵抗失效的工程属性研究，提出将焊接结构完整性及合于使用性要素集成到焊接结构韧力体系，初步尝试构建了焊接结构韧力工程分析的基本框架。韧力则是保证结构的完整性及合于使用性的内在属性。焊接结构的韧力是包括接头的强度、结构的刚度与稳定性、抗断裂性、耐久性等多种性能在内的综合性能表征。
作者30多年来在焊接结构完整性与断裂控制方面开展了较为系统的研究工作，先后编写过不同版本焊接结构方面的书籍，本书是现有成果的整合与发展。本书突出焊接结构韧力的工程属性，力求使工程技术人员容易理解，并应用在焊接结构分析中。
韧力是工程结构抵抗失效的重要属性，结构的可靠性与安全性在很大程度上依赖于结构的韧力。焊接结构的韧力是材料性能、结构构造、制造工艺、载荷与环境、使用与维护等多种因素所决定的。焊接结构在制造和服役过程中可能产生损伤，损伤的累积会降低结构的韧力。为了降低发生破坏的风险，焊接结构需要有足够的韧力水平，以保证其在承受外载和环境作用时的完整性及合于使用性要求。而证明焊接结构的韧力是否足够，则须依据合于使用原则对焊接结构进行分析。焊接结构的失效呈现多种模式，其韧力表征及分析方法各异，因此焊接结构韧力分析需要多学科知识和多数据源支持，还要充分考虑焊接接头性能不均匀性、焊接应力与变形、焊接缺陷、接头细节应力集中等因素的影响。研究发展焊接结构韧力工程分析方法，对保证焊接结构的安全性与经济性具有重要意义。
特别应注意焊接结构的韧力和完整性及合于使用性在概念上的差异。完整性及合于使用性是对结构状态的概括性描述，韧力则是保证结构的完整性及合于使用性的内在属性。焊接结构的韧力是包括接头的强度、结构的刚度与稳定性、抗断裂性、耐久性等多种性能在内的综合性能表征。这样就不难理解焊接结构韧力的工程意义。然而构建关于焊接结构韧力的完整描述是一项艰巨的工作，需要从系统的视角出发，将有关焊接结构的全部要素集成到焊接结构韧力体系，这显然是很困难的。好在这是在工程层面上的集成，而非纯理论意义上的关联，这也是本书名《焊接结构韧力工程分析》的由来。
本书初步尝试构建焊接结构韧力工程分析的基本框架。全书共7部分：在绪论中简要介绍了焊接结构韧力的概念、影响因素、焊接结构的损伤演化过程与韧力设计、韧力分析；第1章介绍焊接热力过程对材料的损伤，分析了焊接损伤对焊接结构初始韧力的影响；第2章论述焊接结构的失效问题，分析焊接结构断裂失效、疲劳失效及影响因素、环境失效；第3章讨论焊接结构的断裂韧力分析方法及断裂控制；第4章讨论焊接结构的疲劳韧力分析方法及强化措施；第5章讨论焊接结构的环境韧力分析方法；第6章讨论焊接结构韧力的概率分析方法。
作者30多年来在焊接结构完整性与断裂控制方面开展了较为系统的研究工作，先后编写过不同版本焊接结构方面的书籍，本书是现有成果的整合与发展。本书突出焊接结构韧力的工程属性，力求使工程技术人员容易理解，并应用在焊接结构分析中。由于作者在相关领域的研究水平有限，书中的内容难免有不当之处，敬请读者批评指正。
作者
前言
绪论1
0.1 焊接结构韧力的基本概念1
0.2 焊接结构韧力的影响因素3
0.3 焊接结构的损伤演化过程与韧力设计6
0.4 焊接结构韧力分析8
参考文献10
第1章 焊接热力效应11
1.1 焊接热力过程及影响11
1.1.1 焊接热力过程的基本特点11
1.1.2 熔焊热力过程及接头性能11
1.1.3 塑化焊热力过程15
1.2 焊接缺陷19
1.2.1 焊接缺陷的类型20
1.2.2 焊接缺陷对结构强度的影响20
1.3 焊接应力与变形22
1.3.1 焊接应力的形成过程22
1.3.2 焊接残余应力与变形24
1.4 焊接接头缺口效应26
1.4.1 焊缝局部应力集中26
1.4.2 错位与角变形的应力集中29
1.5 焊缝强度失配效应31
1.5.1 屈服强度失配31
1.5.2 塑性应变失配32
1.5.3 对接接头的变形特点34
1.5.4 异种材料界面连接失配效应35
参考文献38
第2章 焊接结构的失效40
2.1 焊接结构的断裂失效40
2.1.1 断裂类型与特征40
2.1.2 含裂纹结构的断裂行为44
2.1.3 焊接结构的断裂行为45
2.2 焊接结构的疲劳失效49
2.2.1 材料的疲劳及影响因素49
2.2.2 焊接接头的疲劳失效55
2.3 焊接结构的环境失效60
2.3.1 腐蚀61
2.3.2 高温损伤67
2.3.3 氢致损伤72
2.3.4 辐照损伤75
参考文献78
第3章 焊接结构的断裂韧力分析80
3.1 断裂力学判据80
3.1.1 线弹性断裂力学判据80
3.1.2 弹塑性断裂力学参数及断裂判据83
3.1.3 基于约束的断裂力学判据90
3.1.4 异种材料连接界面断裂判据93
3.1.5 动态裂纹扩展与止裂判据94
3.2 焊接接头断裂力学分析96
3.2.1 焊接接头应力强度因子96
3.2.2 焊接结构的弹塑性断裂力学分析101
3.3 含缺陷结构的临界评定108
3.3.1 含裂纹结构的剩余强度108
3.3.2 失效评定图112
3.3.3 考虑焊缝强度失配的失效评定曲线116
3.3.4 断裂评定的基本参数117
3.3.5 评定结果分析127
3.4 焊接结构的断裂控制129
3.4.1 焊接结构的断裂控制原则129
3.4.2 裂纹起裂控制130
3.4.3 止裂控制132
3.4.4 泄漏和塑性失稳控制134
参考文献138
第4章 焊接结构的疲劳韧力分析141
4.1概述141
4.1.1 影响焊接接头疲劳韧力的主要因素141
4.1.2 焊接结构疲劳强度的分析方法146
4.2 名义应力评定方法147
4.2.1 名义应力评定方法的基本原理147
4.2.2 焊接接头的疲劳强度分级148
4.2.3 变幅载荷谱下的疲劳强度149
4.3 结构应力评定方法153
4.3.1 结构应力与热点应力分析153
4.3.2 用热点应力表示的S-N曲线156
4.4 缺口应力应变评定方法159
4.4.1 焊接接头的缺口应力159
4.4.2 缺口应力评定方法161
4.4.3 弹塑性缺口应力应变分析法165
4.5 焊接结构疲劳裂纹扩展断裂力学分析170
4.5.1 疲劳裂纹扩展170
4.5.2 疲劳裂纹扩展寿命评定172
4.5.3 力学失配对疲劳裂纹扩展的影响176
4.5.4 焊接残余应力对疲劳裂纹扩展的影响178
4.6 含缺陷焊接构件的疲劳评定179
4.6.1 平面缺陷的疲劳评定179
4.6.2 体积缺陷的疲劳评定181
4.6.3 形状不完整的疲劳评定181
4.7 焊接构件的疲劳试验评定182
4.7.1 焊接构件或模拟件的疲劳试验182
4.7.2 数值模拟试验184
4.8 焊接接头的抗疲劳措施185
4.8.1 焊接结构的抗疲劳设计185
4.8.2 焊接接头的抗疲劳强化措施188
参考文献193
第5章 焊接结构的环境韧力分析196
5.1 概述196
5.2 腐蚀韧力分析196
5.2.1 腐蚀损伤的表征方法196
5.2.2 腐蚀损伤评定199
5.3 蠕变韧力分析206
5.3.1 蠕变强度206
5.3.2 蠕变裂纹扩展分析209
5.3.3 蠕变失效评定图213
5.3.4 双准则图214
5.3.5 焊接接头的蠕变强度215
5.4 辐照韧力分析216
5.4.1 辐照脆化评定方法216
5.4.2 焊接结构的辐照脆化评定220
参考文献222
第6章 焊接结构韧力的概率分析224
6.1 焊接结构的风险性及失效概率224
6.1.1 焊接结构的风险性224
6.1.2 焊接结构的失效概率225
6.2 含缺陷焊接结构的概率断裂力学分析230
6.2.1 含缺陷焊接结构的不确定性230
6.2.2 基于R6曲线的概率安全评定236
6.2.3 局部法240
6.3 疲劳强度的概率评定241
6.3.1 S-N曲线的统计特性241
6.3.2 疲劳强度的概率分析247
6.3.3 疲劳裂纹扩展的概率分析250
6.3.4 疲劳裂纹扩展失效的概率分析253
参考文献254
书单推荐
