Учет распределённости источников теплоты.

Большинство сварочных источников теплоты являются нормально распределенными. Тепловой поток в пятне нагрева распределен (рис. 1) по нормальному закону

q_2=q_{2m} e^{-kr^2} ,~~~(1)

где k — коэффициент сосредоточенности теплового потока источника, зависит от способа и режима сварки.

Тепловой поток в пятне нагрева
Рис. 1 — Схема нагрева массивного тела нормально–круговым источником теплоты

При расчетах радиус пятна нагрева принимают равным расстоянию, на котором удельный тепловой поток q2 (rн) равен 0,05q2m, т.е. rн=dн/2 (см. рис. 1).

Условный расчетный диаметр пятна нагрева

d_н=3.46/sqrt{k} .~~~(2)

Процесс распространения теплоты в пластине от мгновенного нормально кругового источника выражаетcя зависимостью

dT={qdt}/{c rho delta pi a (t+t_0)} e^{-{r^2}/{4a(t+t_0)}} ,~~~(3)

где dt— время действия мгновенного нормально кругового источника эффективной мощностью q; t0=1/4ak — условное время действия фиктивного сосредоточенного источника, формирующего в соответствии с расчетной схемой температурное поле распределенного источника к моменту его введения.

В случае введения мгновенного нормального кругового источника на поверхности полубесконечного тела

dT={2qdt}/{c rho} 1/{4 pi a(t+t_0)} e^{-{r^2}/{4a(t+t_0)}} 1/{(4 pi a t)^{1/2}} e^{-{z^2}/{4at}} .~~~(4)

Температурное поле подвижного нормально кругового источника в пластине на стадии теплонасыщения может быть рассчитано по формуле

T=T_{п р} e^{bt_0} delim{[}{Psi_2(rho_2;~tau_2+tau_0)-Psi_2(rho_2;~tau_0)}{]} ,~~~(5)

где Ψ2коэффициент теплонасыщения;
Tпр — температура, определяемая по формуле (2.8).

Безразмерное время

tau_0=(v^2/{4a}+b)t_0 .

В предельном состоянии при t→∞

T=T_{п р} e^{bt_0} delim{[}{1-Psi_2(rho_2;~tau_0)}{]} .~~~(6)

В случае быстродвижущегося мощного нормально кругового источника в пластине

T=q/{v delta delim{[}{4 pi a (t+t_0)}{]}^{1/2}} e^{-{y^2}/{4a(t+t_0)}-bt} .~~~(7)

При большой скорости перемещения быстродвижущегося мощного нормально кругового источника по поверхности полубесконечного тела температурное поле может быть рассчитано по схеме формально линейного источника

T=q/{2 pi v lambda delim{[}{t(t+t_0)}{]}^{1/2}} e^{-z^2/{4at}-y^2/{4a(t+t_0)}} .~~~(8)

Такой источник нормально распределен по линии, перпендикулярной направлению его движения (оси Ox).






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.