在焊接结构中焊接应力和变形是焊接过程中的一对矛盾，但这些矛盾肯定无法避免的。通常只有通过不同方法根据应力应变的固有规律进行优化，才能把应力和变形转化成为对结构最有利的方式。当焊接冶金结束后，有E1在冶金反应和焊缝成形时消耗，E2在辐射、对流、传导中耗损。所以可以用能量守恒如“式(1.1)”表示为：68177

焊接变形和应力服从能量守恒定律，一方减少一方增大。下面介绍了三种对焊接应力和变形测量和研究的方法[7]。

1 模型法的研究概况

随着模型相似理论的建立，以及科学技术和试验技术的发展，进入了相似模型试验阶段，并得到了长足的进步，从而使得结构模型试验有了正确的理论指导。模型试验最大优势是能以最低的成本和在最短的运转周期内摸清所要研究的结构内部规律性[8]。

国外模型试验研究开展得比较早，早在20世纪初，西班牙建筑师阿托西·高丁就采用了模型试验在空间构思建筑结构的设计中进行研究。20世纪末随着建设规模的不断扩大，高层建筑、大跨度桥梁、长大隧道和高大坝体的发展，以及原子反应堆压力容器、海洋平台等新型工程结构的出现，结构模型试验得以更广泛应用与发展。其中1947年葡萄牙建立的里斯本国家土木工程研究所，进行了许多小尺寸模型试验；1951年意大利建立的贝加莫结构模型试验所，进行大尺寸的模型试验；此外，美、英、法、德国和日本也先后建立了大型结构实验室，为模型材料的研制、试验技术的开发、试验设备的研制、更新做出了巨大贡献。20世纪50年代开始，前苏联、东欧一些国家及我国均相继开展了结构模型试验。至20世纪60年代中期出现了地质力学模型研究，使地下结构及基础结构模型试验获得了较快的发展。20世纪70年代后，结构模型试验进人深入发展阶段。随着发达国家战后重建工作的基本完成以及电子技术、激光技术的发展，使结构模型试验技术飞速发展。电子计算机结构分析的发展使结构模型试验转向解决一些重大的复杂结构的研究课题，承担更为艰苦的任务。如核潜艇、直升机、超音速飞机、火箭、宇航器及地震、风灾、火灾对工程结构的破坏作用等方面的研究，出现和发展了各种结构的动力模型试验。与此相适应的测试技术和多变、多维的试验设备得到发展。为适应大尺寸结构模型试验，实验室也趋向大型化、自动化、智能化方向。

我国的结构模型试验起步于20世纪50年代，随着我国建设事业的发展而逐步发展起来。改革开放以来，我国国民经济建设的大规模开展，有力地推动了结构模型试验的发展。目前全国主要的土木类高校和研究院所均建有结构实验室，大部分可以开展一般的结构模型试验。论文网

2  焊接应力测量研究概况

应力的测量，对于确保工件的安全性和可靠性有着非常重要的意义。目前对残余应力测量比较传统的方法外，当前国内外还研究了一些新型的残余应力测量方法[8]。

目前传统残余应力的测量方法主要分为两大类。(1)机械法。有取条法、切槽法、剥层法、钻孔法等。机械法测量残余应力需释放应力，这就需要对工件局部分离或者分割，从而会对工件造成一定的损伤或者破坏，但机械法理论完善，技术成熟，目前在现场测试中广泛应用，其中尤以浅盲孔法的破坏性最小。(2)物理检测法。主要有x射线法、超声法和磁性法。这些方法均属无损检测法，对工件不会造成破坏。

新型的残余应力测量方法有多孔差方法，裂纹柔度法，磁记忆应力检测方法，扫描电子声显微镜，激光超声检测法，还有用核超精细结构效应进行应力测量的方法，其中有木斯保尔效应、核磁共振和核声共振等3种。