焊接固有應(yīng)變(inherent strain)最早是由日本學(xué)者 Yukio Ueda 等[43-45]提出,并將其應(yīng)用于焊接模擬計算中的。與之聯(lián)系密切的還有固有應(yīng)力(inherent stress)、固有變形(inherent deformation)和固有力(inherentforce)等概念[46]，并且認(rèn)為固有應(yīng)變是產(chǎn)生后三者的根源。固有應(yīng)力是指物體在不受外力作用下內(nèi)部所存在的自平衡的內(nèi)應(yīng)力，殘余應(yīng)力就是一種典型的固有應(yīng)力。而固有應(yīng)變指的是外載去除后仍殘存在物體內(nèi)部的應(yīng)變。若將物體在外載作用下的總應(yīng)變表示成彈性應(yīng)變8、塑性應(yīng)變、熱應(yīng)變。、蠕變應(yīng)變&及相變應(yīng)變&的總和，即

則，在外載去除后，彈性應(yīng)變得以恢復(fù)，而除彈性應(yīng)變以外的應(yīng)變統(tǒng)稱為固有應(yīng)變s，即

固有應(yīng)變的提出為解釋焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生提供了另外一種理論

第2章借助三棒模型初步對焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因進(jìn)行了闡述，認(rèn)為在焊接加熱過程中焊縫和近縫區(qū)的金屬受熱膨脹，但受到周圍較冷金屬的約束，從而產(chǎn)生壓縮塑性變形。而在隨后的焊接冷卻過程中，此部分金屬冷卻收縮受到周圍金屬的拘束而受拉，原來產(chǎn)生的壓縮塑性應(yīng)變會被拉伸抵消一部分，但仍會有部分壓縮塑性應(yīng)變殘留下來,就是這部分壓縮塑性應(yīng)變引起了焊接殘余應(yīng)力和變形。這個理論稱為殘余塑性變形理論，可以說殘余塑性變形理論對理解焊接應(yīng)力與變形的產(chǎn)生原理和本質(zhì)起到了重要的作用，但仍存在某些不夠完善的地方。

其一，在焊接過程中，焊縫金屬會達(dá)到完全熔化狀態(tài)，而這些有著自由表面的液體完全失去了承載的能力，因此也不會保留殘余塑性應(yīng)變。在隨后的冷卻過程中，液態(tài)焊縫金屬冷卻凝固受到拘束，只會產(chǎn)生熱收縮應(yīng)變并殘存在工件中，從而引發(fā)焊接殘余應(yīng)力與變形。其二，焊接過后，工件中不只殘留塑性應(yīng)變，在某些金屬材料中還會引發(fā)固態(tài)相變，進(jìn)而引起相變應(yīng)變等。而固有應(yīng)變則將可能引起焊接殘余應(yīng)力的諸多應(yīng)變，如熱應(yīng)變、塑性應(yīng)變、相變應(yīng)變和蠕變應(yīng)變等都進(jìn)行了統(tǒng)一?？梢哉f，固有應(yīng)變理論較之殘余塑性變形理論有著更為寬泛的內(nèi)涵，固有應(yīng)變理論的提出，為分析和解釋焊接殘余應(yīng)力與變形本質(zhì)提供了更為精確的理論基礎(chǔ)[47-51]。

（內(nèi)容、圖片來源：《焊接過程數(shù)值模擬》一書，侵刪）

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