1.3.2. Учет периода теплонасыщения

В период теплонасыщения, когда величина t_н имеет конечное значение, приращение температуры вычисляется по формуле

=_пр, (1.6)

где _пр – приращение температуры, вычисленное по формулам (1.1.) и (1.4) для предельного состояния распространения теплоты;

 -- коэффициент теплонасыщения, определяется по номограмме на рис. 1.5 в зависимости от безразмерных критериев времени  и расстояния .

Для пластины (два измерения)

, . (1.7).

Рис. 1.5 Номограмма для расчета коэффициента теплонасыщения

Из номограммы следует, что чем ближе точка к источнику и больше теплопроводность, тем раньше наступает предельное состояние ( 1).

Известны приближенные формулы для расчета :

Для двухмерного случая

(1.8)

1.4. Порядок расчета термического цикла

1.4.1. Из приложения I выбираются исходные данные (толщина листа δ, эффективная мощность источника q, скорость сварки v, координаты х_А и у_А ). Для всех вариантов принять Т₀ = 0, α = 0, а = 8∙10^-6 м²/с, λ= 39 Вт/м∙^оС (для углеродистых и низколегированных конструкционных сталей).

2. Выбирается момент времени t = 0 c.

3. Делается подстановка x = – vt.

4. Вычисляется температура предельного состояния в точке А от действительного источника в точке О на рис. 1.4. В формулу (1.1) подставляются исходные данные и значение х, определенное по п.1.4.3. При расчете функции Ко(u) использовать формулу (1.2).

5. Аналогично вычисляется температура предельного состояния в точке А от действительного источника в точке О₁.

6. Определяется температура предельного состояния Т_пр путем сложения температур от действительного и фиктивного источников.

7. По формуле (1.7) определяются значения безразмерных параметров  и . Время от начала действия источника определяется по формуле

t_н = t + x_A/v (1.9)

По номограмме на рис.1.5 или по формуле (1.8) определяется коэффициент теплонасыщения  .

2. По формуле (1.6) определяется окончательное значение температуры в точке А с учетом границ и периода теплонасыщения.

3. Полученные результаты расчета температуры наносятся на график T(t). Для контроля правильности вычислений промежуточные результаты расчета заносятся в бланк-алгоритм, представленный ниже в примере расчета (п. 1.6).

4. . Процедуру расчета повторить для моментов времени 1, 2, 4, 6, 10, 20, 40, 70, 100 и 200 с.

5. По полученным точкам строится график термического цикла в равномерной шкале в промежутке времени (0  20) с

1.5. Оформление результатов расчета

В расчетно-пояснительной записке необходимо представить:

1. Таблицу исходных данных к расчету.

2. Заполненный бланк-алгоритм расчета.

3. График термического цикла с расчетными точками.

1.6. Пример выполнения расчета

Таблица 1.1