本論文結合國家自然科學基金資助項目“多維高頻微觀激振時效機理及相關技術的研究”No.50305036，采用理論仿真與實驗相結合的方法，對高頻振動時效消除焊接殘余應力的效果進行了研究。

第一章介紹論文的研究背景和意義。

綜述了殘余應力和振動時效技術的國內外研究現狀，具體介紹了現有殘余應力測試與評估技術；在此基礎上提出了論文的研究內容及研究方法。

第二章研究了焊接殘余應力的理論及數值仿真過程。

首先，介紹了焊接殘余應力的產生機理及分布。

然后對焊接過程中的溫度場及彈塑性應力應變關系的有限元模型進行了理論研究，分析了溫度場、殘余應力場的計算方法。

最后在大型有限元分析軟件ANSYS上實現了焊接殘余應力的數值仿真，得到了焊接殘余應力的分布規律。

分析結果表明模型的最大拉伸殘余應力出現在熔和區附近，隨著離焊縫的距離增加，逐漸變為壓應力，離焊縫更遠的地方，壓應力逐漸變為小。

第三章研究了高頻振動時效的機理及數值仿真過程。

首先從金屬的應力應變機制和細觀力學角度分析了常規振動時效和高頻振動時效，得出了振動時效動應力必須滿足的力學表達式，并對比了它們的差異，然后建立了振動時效消除焊接殘余應力的仿真模型，采用大型有限元軟件ANSYS對其進行了數值仿真，并比對了高頻振動時效與常規振動時效的仿真結果。

仿真結果表明高頻振動時效比常規振動時效具有更好的殘余應力消除效果，特別是在焊縫處的殘余應力峰值處，并且高頻振動處理后相比于低頻處理后的應力均化狀況要好。

第四章對高頻振動時效進行了實驗研究。

介紹了盲孔法測量殘余應力的原理，并利用振動時效裝置對焊接鋼板進行高頻振動時效消除焊接殘余應力實驗，并對不同激振頻率對振動時效的效果影響進行了分析研究。

實驗結果證明了高頻振動時效消除焊接殘余應力的可行性，且激振頻率越高，焊縫處殘余應力消減率越高。