李良碧，张素玉，孙凯祥，万正权，李艳青，沙宇程，包华宁

（1.江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江 212003；2.中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082）

0 引 言

随着海洋资源的不断开发，载人深潜器得到越来越多的关注，钛合金因其密度低、比强度高和良好的耐腐蚀性等优异性能[1]，已成为载人深潜器耐压球壳的首选材料。耐压球壳一般是由两个半球壳焊接连接而成，在焊接过程中不可避免地会产生残余应力，可能会对结构的安全可靠性造成不利的影响，这也是目前急需研究的问题之一。

徐磊和黄小平[1]等对半径为250 mm 的1/8 耐压球壳（Ti6AL4V 材料）的赤道焊缝进行了残余应力数值模拟研究；宋庆军[2]对内径为2 100 mm 的TC4ELI 耐压半球壳进行了赤道焊缝残余应力数值模拟研究；Yu[3]等对内径为500 mm 不同半径厚度比的TC4 耐压球壳进行了焊接过程的数值模拟研究；张健[4]等对内径为1 500 mm 的深海耐压球壳人孔区域焊接残余应力进行了数值模拟和试验研究。从以上可以看出，目前虽然有文献对球壳赤道焊缝残余应力进行过研究，但大多为小尺度球壳模型的数值模拟研究，少数采用了较大尺度的球壳模型，但也未有相关材料焊接残余应力的试验研究。

本文首先对Ti80 对接焊厚板的残余应力进行试验和数值模拟研究，在数值模拟和试验结果相一致的基础上，对Ti80 耐压球壳赤道焊缝残余应力进行了数值模拟研究。研究结果可为钛合金耐压球壳赤道焊缝焊接残余应力及结构安全可靠性研究提供相关理论基础。……