以核电设备中典型结构材料奥氏体不锈钢、镍合金和低合金高强钢的焊接接头为研究对象，采用物理实验与数值模拟技术相结合的方法，对焊接残余应力理论预测的若干基础问题进行深入研究。一方面通过设计合理的实验方案，测量母材和焊缝金属的高温力学性能、固态相变相关参数和退火效应温度等，为数值模拟提供准确的材料数据。另一方面开发可变长度热源模型以及考虑加工硬化、退火效应和固态相变的先进材料模型来高效、高精度地模拟厚大焊接接头的残余应力。利用实验测量的材料数据和所开发的数值模拟方法，澄清材料的屈服强度、加工硬化、退火效应及固态相变等对焊接残余应力的影响。本项目的目标是通过数值模拟结果与实验的反复比较和验证，最终确立预测焊接残余应力的高效、高精度热-冶金-力学耦合的有限元计算方法。该数值模拟方法将是核电设备中关键焊接接头结构完整性和使用寿命评价的有效工具，同时它也能用于指导制定合理的焊接工艺和优化焊接接头设计。
