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【摘要】 焊接技术广泛应用于船舶和海洋工程领域。 焊接接头的力学性能对船舶设备的可靠性起着重要作用。 弯曲试验是评价焊接接头力学性能的重要手段。 目前主要采用三点弯曲测试同种材料焊接接头的弯曲性能，对不同弯曲方式下焊接接头弯曲性能的对比研究较少； 此外，异种材料焊接接头的弯曲性能研究也存在较大差距。 本文从不同的弯曲方法和不同的弯曲条件下，研究了同种材料和异种材料焊接接头的弯曲特性。 主要研究内容如下： (1)基于板材的塑性弯曲理论，推导出理想条件下弯曲直径选取的理论公式。 然后，采用有限元法模拟了同种材料焊接接头的两种弯曲试验方法，得到了不同弯曲条件下焊接接头厚度方向和长度方向的应变变化。 本文进一步探讨了不同弯曲条件下应变峰值与弯曲伸长率的关系，建立了修正后的弯曲直径计算公式； 最后对船级社弯曲压头直径选择规范进行分析焊接接头弯曲试验方法，与修订后的三点弯曲直径计算结果更接近，但可以采用滚压弯曲法和较小的弯曲直径进行弯曲测试以获得更准确的测试结果。 (2) 对异种材料焊接接头三点弯曲进行有限元分析，焊接接头处出现滑移和弯曲现象，说明三点弯曲不能有效评价弯曲异种材料焊接接头的性能。

此外，针对夹持焊片不同端部且动辊距板材的距离x不同的情况，进行了多组滚轮弯曲有限元仿真。 仿真结果表明，焊接接头塑性变形良好，弯曲效果与动辊距板材的距离x无关； 当被夹持的硬质材料末端弯曲时焊接接头弯曲试验方法，焊接接头与固定滚轮之间存在较大间隙，间隙大小随x值线性增加，并与两者屈服差成正比两种材料的强度不同，焊接接头不能均匀塑性变形。 (3) 研制了滚筒弯曲试验装置，主要包括动力传递及检测装置、弯曲装置和夹紧装置； 本装置可满足GB/T 2653-2008中滚轮弯曲试验要求，可自由改变滚轮直径，弯曲精度0.1°，实验力值达到一级，可有效评价焊接接头的机械性能； 同时对主要部件进行了受力分析和强度校核，校核结果满足设计要求。 (4)在两台弯曲试验机上对ZG200-400和E36焊接接头进行了不同条件下的弯曲试验。 同种材料焊接接头在不同条件下的弯曲伸长率值与有限元分析结果的偏差小于5%，厚度方向的应变变化与有限元分析结果基本一致，验证了正确性修正公式； 实验结果与有限元分析结果一致，表明软质材料滚轮弯曲可以有效评价焊接接头的力学性能，三点弯曲和硬质材料滚轮弯曲焊接接头会出现凸起和滑移。