554841-1609190888479746761544740-1708585837975706558524640-1808080787572676256514540-1907676747268646054494439-2007272716865615753484338
За отриманими даними на масштабно-координатної папері формату А4 будуються графіки температурного поля:
Т1 (x, y, z)=f1 (x) для y · 10-3: 0, 10, 20, 30, 50 мм; Т2 (x, y, z)=f2 (± y) для x · 10-3: 0, - 10, - 20, - 50, - 100 мм.
ПЕРІОД ВИРІВНЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ
Після закінчення дії джерела, введене тепло продовжує поширюватися в тілі внаслідок теплопровідності. Період процесу поширення тепла, починаючи від моменту припинення дії джерела, називається періодом вирівнювання температури.
Для оцінки температурного поля в цей період часу використовуємо розрахункову схему, запропоновану М.М. Рикалін.
Рис. 2. Схема дії фіктивних джерела і стоку тепла в тілі в період вирівнювання температур
Припустимо, що після проходження відрізка ОК джерело потужністю q, що припинив введення тепла в тіло в момент перебування його в точці К (рис. 2, а), продовжує діяти і далі (аж до найвіддаленішої точки М) як фіктивний джерело тієї ж потужності (рис. 2, б). Одночасно в момент До введений і фіктивний стік тепла потужністю -q, прикладений до тих же ділянок тіла, що і фіктивний джерело + q, т. Е. На ділянці КМ тіло тепла не отримує.
Температуру ТБ в момент М в періоді вирівнювання можна представити як алгебраїчну суму температури Т (t) від продовжує діяти джерела + q і температури -Т (t-tк) від початку діяти стоку тепла - q (рис. 2, в):
. (11)
Обидві температури можна виразити через температуру граничного стану ТПР і відповідні коефіцієнти теплонасищенія:
. (12)
Значення коефіцієнтів визначають за відповідними номограммам (рис. 25). У розрахунках періоду вирівнювання вважають, що фіктивний джерело і стік рухаються так само, як рухався б дійсне джерело, переносячи з собою і початок рухомої системи координат.
обчислена температура
Завдання
На поверхні напівнескінченного тіла зі сплаву ХН78Т ручного дугового зварюванням наплавляют валик довжиною l=150 мм.
Режим наплавлення: U=28 B; I=220 A; u=1? 10-3 м/с.
Розрахувати температуру на початку, середині і в кінці зварного шва через 10 с (tH) після закінчення зварювання.
Відповідно до заданим способом зварювання приймаємо теплової ККД рівним 70%.
Потужність джерела теплоти:
Дж/с.
Теплофізичні властивості металу:
Вт/(м · К); м2/с.
При наплавленні дійсний точкове джерело на довжині шва 160 мм переміщається зі швидкістю u=1 мм/с. Тривалість його дії:=l/u=160/1=160 с.
Після закінчення зварювання фіктивний джерело і стік, рухаючись з тією ж швидкістю, через 10 з знаходяться в точці, віддаленій від кінця шва на відстань хм
хм=u? tH=1? 10=10 мм.
Координати початку, середини і кінця шва щодо фіктивного джерела і стоку
х0=- l - хм=- 160-10=- 170 мм; у0=0; z0=0.
ХN=- l/2 - хм=- 160/2 - 20=- 100 мм; Уn=0; zN=0.
хк=- хм=- 10 мм; ук=0; Zк=0.
Граничні температури початку, середини і кінця шва визначимо за розрахованої раніше таблиці.
почала шва Т (- 170; 0; 0)=138 K
середини шва Т (- 100; 0; 0)=235 K
кінця шва Т (- 10; 0; 0)=2353 K
Тривалість дії дійсного та фіктивного джерел=160 + 10=170 c. Тривалість дії фіктивного стоку t - tk=10 с.
Безрозмірні критерії для знаходження коефіцієнтів теплонасищенія:
відстані
почала шва;
середини шва;
кінця шва.
часу дії джерел:
;
часу стоку:
.
Відповідні коефіцієнти теплонасищенія по номограмі:
почала шва? 3=0,63 і? 3? =0;
середини шва? 3=0,84 і? 3? =0;
кінця шва? 3=1 і? 3? =0,95.
Температури через 10 с після закінчення наплавлення:
почала шва Т0=138 (0,63 - 0)=87 K;
середини шва ТN=235 (0,84 - 0)=198 K;
кінця шва ТK=2 353 (1-0.95)=118 K.
бистродвіжущиеся ДЖЕРЕЛА ТЕПЛОТИ
У зварювальній техніці все частіше застосовуються потужні джерела теплоти, що здійснюють зварку з вельми великими швидкостями. У граничному випадку, коли q і v прагнуть до нескінченності, в той час як відношення q/u зберігає деякий кінцеве значення (q® ?; u® ?; q/u=const), поширення теплоти набуває особливості, що дозволяють значно спростити розрахункові схеми.
Визначення температурного поля виконують по рівняннях:
для точкового джерела
; (13)
для лінійного джерела
. (14)
де t - час, відлічуваний від моменту, коли джерело тепла пер...
