11
.docЗАДАЧА №1
Дано:
1.Точечный подвижный источник теплоты на поверхности полубесконечного тела (ручная дуговая наплавка валика на массивное изделие).
2.Материал - низколегированная сталь.
3.Условия задачи:
Требуется:
1. Рассчитать распределение температур вдоль оси шва. Для рассчитанных точек построить кривую распределения температур в координатах T;x.
2. Рассчитать температуру точки начала шва в момент удаления от нее дуги на расстояние 45 мм (стадия теплонасыщения).
3. Рассчитать и построить термический цикл на поверхности изделия в точке , отстоящей от оси шва на расстоянии 1 см , при X0 =3 см.
Рассчитаем температуры для координат X=2,1,0,-1,-2,-3,-6,-8.
Для этого воспользуемся формулой подвижного точечного источника теплоты на поверхности полубесконечного тела:
.
Определим эффективную мощность дуги:
При расчете температур точек, лежащих позади движущейся дуги, уравнение принимает следующий вид:
При расчете температур точек, лежащих впереди движущейся дуги, уравнение принимает следующий вид:
Подставив в уравнения значения X, составим таблицу температур.
Таблица №1.
X |
2 |
1 |
0 |
-1 |
-2 |
-3 |
-6 |
-8 |
T,
|
49 |
468 |
|
1927 |
1125 |
745 |
372 |
279 |
Для данных точек построим кривую распределения температур:
Рисунок №1 - кривая распределения температур
Рассчитаем температуру точки начала шва в момент удаления от нее дуги на расстояние 45 мм (стадия теплонасыщения).
Для стадии теплонасыщения температура точки определится по формуле:
Коэффициент теплонасыщения
зависит от времени
и расстояния
:
;
.
Из графика[1.рис 18] определим =0,83.
Следовательно, можно рассчитать:
Рассчитаем и построим термический цикл на поверхности изделия в точке, отстоящей от оси шва на расстоянии 1 см, при X0 =3 см.
Судя по рисунку, сделаем вывод, что:
.
Таким образом, запишем, что:
Подставляя в данную формулу значения времени можно построить термический цикл, значения температур запишем в таблицу 2
Таблица 2
t,сек |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
T, |
74 |
356 |
1208 |
1238 |
874 |
645 |
509 |
420 |
359 |
310 |
277 |
244 |
223 |
204 |
187 |
Рисунок №2 - термический цикл