水面舰艇及远洋高技术客船的轻量化建造，使得高强钢薄板结构的应用逐步增多；高强钢薄板在满足船体结构强度和刚度的同时，会因厚度的锐减，在建造过程中发生失稳屈曲现象，影响船舶建造的精度和周期。本研究基于焊接失稳变形预测及力学机理的分析，提出使用中频感应加热，在远离焊缝的区域，产生同步的附加热源；增加整个焊接接头的平均温度，进而减小母材对焊缝的自约束强度，得到较小的焊接纵向收缩力，避免焊接失稳变形的产生。通过多组薄板焊接试验、温度场及面外失稳变形的测量，分析了焊接温度场与感应加热温度场之间的耦合效应；提出了焊接纵向收缩力的精确评估方法，建立了焊接固有变形数据库；基于三根棒模型和平均温度的概念，解释了附加热源降低焊接接头自约束，及减小焊接纵向收缩力的内在机理。使用高效的热-弹-塑性有限元计算，研究了附加热源强度和位置等过程参数对消除焊接失稳变形的影响，建立了虚拟的多变量试验空间，实现过程工艺参数的优化分析。基于基金项目的研究，一方面，提出了感应加热热源模型，预测了瞬态温度场及其产生的残留变形；采用塑性应变积分法，获得焊接及感应加热过程耦合作用下的纵向收缩力；同时，从力学机理上阐述了辅助感应加热增加焊接接头平均温度、减小母材的自约束强度，以及消除高强钢薄板焊接失稳变形等科学问题；另一方面，建立了感应加热工艺参数（热源强度和加热位置）的虚拟试验空间，通过大通量的热-弹-塑性有限元计算得到了优化的工艺参数组合，为实际工程问题的解决，提供了必要的理论指导，且具有一定的借鉴意义。 2100433B