книги из ГПНТБ / Талыпов Г.Б. Сварочные деформации и напряжения

рина температурного поля предельного состояния нагрева меньше

цами 12 и 13. Схема установки термопар и приклейки датчиков приведена на рис. 27, г, а на рис. 27, д приведены температурные кривые предельного состояния нагрева образцов 12 и 13 (1, 2). Опытные значения продольных деформаций с обеих сторон образ­ цов даны в табл. 13 и нанесены соответствующими значками на рис. 27, •, о — образец 12; X, Д —образец 13. В данном случае при толщине наплавленного металла в 1 мм для ширины

Таблица 13

Остаточные деформации ехх- 10е образцов 12, 13 стали типа СХЛ

шений (8.19), (8.20) получим Тк = 221° С. При этом для относи­ тельных деформаций упругой зоны по формулам (8.19) будем иметь: ехх (0) = 108-10"6 , ехх(—Ь) = 207-10 6 . Эпюра этих относи­ тельных деформаций приведена на рис. 27, е (прямая /). Основная гипотеза в данном случае дает лишь качественную картину. Для получения удовлетворительных количественных результатов должны быть учтены пластические деформации нагрева зоны, где

= —984. Для относительных деформаций упругой зоны по фор­ мулам (8.11) получим: ехх (0) = —492-10~6, ехх{—Ь) = 843-10"6 (рис. 27, е, прямая 2). Отсюда ясно, что первый способ уточнения

ТI Т

Т ^ Тс = * ~ у , получила активную пластическую деформа­ цию нагрева а (Тк — Т0). Ширина этой зоны с учетом толщины наплавленного металла (рис. 27, д) равна є 2 = 1,0 см. При этом

способ уточнения дает (рис. 27, е, прямая 3) вполне удовлетвори­ тельные количественные результаты.

Используем далее второй способ уточнения. Исследование микротвердости основного металла зоны шва показало, что она вместе с удалением от оси шва постепенно уменьшается и дости­ гает своего нормального значения на расстоянии 6,5 мм от кромки. Если учесть толщину наплавленного металла, то в соответствии

Рис. 28

со вторым способом уточнения получим, что зона шириной е 2 = = 0,75 см в предельном состоянии нагрева получила активную

соб уточнения также дает удовлетворительные количественные результаты (рис. 27, е, прямая 4).

Таким образом, как упрощенный первый способ уточнения, так и второй способ уточнения позволяют получить удовлетвори­ тельные значения сварочных деформаций и напряжений, причем теоретические значения деформаций, полученные путем исполь­ зования второго способа, оказываются незначительно занижен­ ными по сравнению с их опытными значениями. В дальнейшем будем пользоваться как первым, так и вторым из этих двух спо­ собов уточнения.

Для образцов 11, 12, 13, имеющих соответственно Ц2Ь = 12, //26 = 11,7 (2Ь — ширина пластины), как показывают приведен­ ные выше результаты опытов (рис. 27, в, е), гипотеза плоских сече­ ний сохраняет силу. При уменьшении отношения 112Ь гипотеза плоских сечений теряет силу, что подтверждается рис. 28, где приведена кривая опытных значений продольных деформаций об­ разца 14, для которого U2b ^ 6,9.

33. СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ СТЫКОВАНИЯ ДВУХ ПОЛОС РАЗНОЙ ШИРИНЫ ПРОДОЛЬНЫМ ШВОМ

Упругое состояние составной полосы

Суммарную ширину полос обозначим через 26. Пусть є 2 — ширина изотермы Тк предельного состояния нагрева, гг — рас­ стояние между изотермами Тк и Ту того же состояния по нормали к изотерме Тк и к ее огибающей. Примем, что исходные полосы имеют одну и ту же толщину п. Толщина составной полосы в зоне шва, если принять во внимание усиление этой зоны от наплавки, будет больше h. Пусть средняя на ширине є 2 толщина этой зоны равна h'. Поместим начало координат в центре тяжести среднего

\У

Рис. 29

по длине поперечного сечения составной полосы с учетом указан­ ного усиления (рис. 29). Обозначим через ах расстояние от оси составной полосы до оси шва. Для решения задачи используем первый метод (п. 29) и первый способ уточнения (п. 31). В соот­ ветствии с этим распределение температуры охлаждения по ширине полосы определится соотношениями:

Постоянные С г и С2 найдутся из условий равновесия внутренних сил в поперечном сечении составной полосы:

дадут:

г F

C2=§-\TdF.

Откуда, имея в виду (8.21), найдем:

аГ

и =

ІУ)+а4 + (8.24)

+a(\+ix)\Tdy.

Из приведенных выражений видно, что поперечные сечения со­ ставной полосы остаются плоскими, а ось полосы принимает пораболическую форму, вырождающуюся в прямую линию в слу­ чае стыкования полос одинаковой ширины (аг = 0).

Для иллюстрации на рис. 29 приведен график изменения на­ пряжения ахх по ширине составной полосы, где для расчетов принято h' = 1,4Л; st = ОЛЬ; г2 = 0,16.

При рассматриваемых нами малых деформациях принимаем, что металл зоны гц ^ у 11а несжимаем и следует схеме идеаль­ ной текучести (8.13). Для определения постоянных интегриро­ вания Сі и С2 и параметров т ) ь т)2 имеем условия:

\oxxdF = 0;

F

^ ) ( л і ) = ^ ( л і ) ;

ЄІ*;(Л2)=ЄІ?(ГІ2),

которые, если иметь в виду (8.25), (8.26), дадут систему уравне­ ний:

мерах свариваемых полос с учетом усиления зоны шва и заданном режиме сварки, характеризуемом параметрами ег и є 2 , можно

щения — путем интегрирования уравнений Коши. Для упругих зон последние будут определяться формулами (8.18).

Вычисления упрощаются в случае полос одинаковой ширины, когда at = 0. В этом случае, так как = —т], r\z = r\, S(zp) = 0,