这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究的学术论文。以下是针对该研究的详细学术报告：
作者及机构
本研究由Bin Yi（第一作者）、Ling Fu（共同一作）、Dingqi Xue、Yanbin Liu、Weicheng Lei和Jiangchao Wang（通讯作者）合作完成。作者团队分别来自中国长沙的中联重科股份有限公司起重机技术国家重点实验室（State Key Laboratory of Crane Technology, Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co., Ltd.）和武汉的华中科技大学船舶与海洋工程学院（School of Naval Architecture and Ocean Engineering, Huazhong University of Science and Technology）。研究发表于期刊《Thin-Walled Structures》2024年第202卷，文章编号112053，在线发布于2024年5月31日。
学术背景
本研究属于焊接力学与薄壁结构制造领域，聚焦于焊接过程中瞬态热拉伸（Transient Thermal Tensioning, TTT）工艺参数的快速确定方法。背景知识显示，薄板焊接结构因刚度低易产生屈曲变形（Buckling Distortion），传统设计阶段或焊后矫正措施存在局限性。TTT作为一种在焊接过程中通过附加热源（如感应加热）调控残余应力的方法，其效果高度依赖工艺参数，但此前缺乏系统性研究。本研究的目标是：通过实验与热-弹-塑性有限元（Thermal Elastic Plastic Finite Element, TEP FE）模拟结合，量化TTT工艺参数对屈曲变形抑制的敏感性，并提出面向工程应用的参数确定方法。
研究流程
1. 实验设计
- 研究对象：采用AH36钢对接焊试件（尺寸600×200×5 mm³），设计V型坡口（60°），无间隙装配，背部使用陶瓷衬垫。
- 实验分组：包括常规焊接（Conventional Welding, CW）和3组不同感应加热强度（感应电流450A、475A、500A）的TTT实验。
- 关键设备：搭建实验平台，集成MAG焊接系统、感应加热装置（线圈直径52mm）、K型热电偶温度记录系统及三坐标测量机（Hexagon Micro Plus 06.08.06）。
- 数据采集：记录焊接电弧与感应加热区域的温度历程，冷却后测量试件上表面三维形貌，量化屈曲变形（如最大相对面外位移umax和总体标准差σ）。
数值模拟
参数敏感性分析
主要结果
1. 实验验证：TTT显著降低屈曲变形，umax从CW的23.88mm降至12.17mm（感应电流500A时）。TEP FE模拟与实验测量误差<5%，验证了模型可靠性。 2. **参数敏感性**： - **设备参数**：双侧感应加热比单侧效果提升91.4%（umax降至1.97mm）；增大加热尺寸至92mm可使变形减少90.5%。 - **技术参数**：ttmax和d1是关键参数，当ttmax接近材料屈服温度（约258℃）且d1≥150mm时，变形抑制效果最优（降幅>80%）；d2影响较小，但感应加热超前于电弧（d2>0）略优。
3. 机制解析：附加热源产生的热拉伸效应改变了基材的自约束状态，降低焊接固有应变（Inherent Strain）和腱力（Tendon Force），从而抑制屈曲。
结论与价值
1. 科学价值：首次系统量化了TTT工艺参数的敏感性，揭示了ttmax与屈服温度的关联性，为薄板焊接变形控制理论补充了工艺-变形映射关系。
2. 工程应用：提出参数确定方法——（1）根据设备最大化加热数量与尺寸；（2）设定ttmax为屈服温度并通过实验或模拟优化d1；（3）必要时调整d2。该方法已成功应用于某船用舱壁结构的精确制造，变形降低超80%。
研究亮点
1. 方法创新：结合感应加热TTT实验与高精度TEP FE模拟，建立工艺参数-变形抑制效果的定量关系。
2. 技术突破：开发了基于均匀体积热源的感应加热简化模型，显著提升计算效率。
3. 应用导向：提出的参数快速确定方法可直接指导工程实践，减少试错成本。
其他价值
研究还发现，当ttmax超过屈服温度（如357℃）时，虽会引入额外塑性应变，但对变形抑制的增益不足3%，提示工程中无需过度提高加热温度，兼顾经济性与材料性能保护。此外，感应加热相比火焰加热更环保、控温精准，适合工业化场景。
（注：全文共计约1500字，完整覆盖研究背景、方法、结果与价值，符合学术报告要求。）