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

С другой стороны, на границе упругой и пластической зон при г = Ь имеем:

ar = - ^ - = 2 * c o s ( p - - £ - ) ;

Постоянная А в выражении (7.28) будет определена из условия, что при

НО

•4f—«*•>*)-£(ifti+yT 2k

поэтому для Л получим

(7.32) Перемещения в пластической зоне определяются по формуле

ОТ-й^ехрС-т). (7.33)

Как нетрудно убедиться, последние уравнения в точности совпа­ дают с уравнением, полученным для этой же задачи методом мгно­ венного охлаждения (п. 29).

внутреннего круга г = а находится в упругом состоянии. В тех

ядро будет находиться в упруго-пластическом состоянии. Этот вариант рассматриваемой задачи также может быть решен без особых затруднений.

Зная а0, можно найти деформации и напряжения в любой точке рассматриваемого листа. В соответствии с формулами (7.23), (7.24) и (7.34) для относительной радиальной деформации имеем:

Е0 =

(7.37) где р и лсвязаны соотношением (7.32), а величина & определяется

сторон. Датчики были приклеены до нагрева на определенном расстоянии от зоны нагрева в соответственных точках с обеих сторон листа, так что они фиксировали лишь упругие деформации. Вблизи зоны нагрева деформации измерялись оптическим компара-

тором по изменению расстояния между точками, помеченными острым керном. Относительные радиальные деформации в точках этого листа, замеренные датчиками сопротивления и оптическим компаратором лаборатории, нанесены на рис. 24 значками Д . Аналогичные результаты были получены повторными опытами при нагреве до Т = 620° С на расстоянии г = а = 30 мм от центра. Сравнение результатов, полученных теоретически на базе основ­ ной гипотезы и опытным путем, показывает, что они достаточно хорошо совпадают при больших г. Поэтому некоторое превышение опытных данных над теоретическими, полученных вблизи вну­ тренней границы наружной упругой области, нельзя объяснить тем, что теоретические значения получены для бесконечной пла­ стины, а опытные — для конечных. Но вместе с тем рис. 24 пока­ зывает, что основная гипотеза правильно определяет приближенно состояние листа после последующего остывания.

31. ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ УТОЧНЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ, ПОЛУЧАЮЩЕГОСЯ НА БАЗЕ ОСНОВНОЙ ГИПОТЕЗЫ

Дальнейшее уточнение теоретического решения, на наш взгляд, должно идти в двух направлениях. Во-первых, некоторое превы­ шение опытных данных над теоретическими вблизи внутренней границы наружной упругой области может быть объяснено тем, что теоретическое решение для пластической области получено на основе условия пластичности Губера—Мизеса, т. е. без учета упрочнения основного металла зоны термического влияния. Иссле­ дование микроструктуры материала зоны точечного нагрева по диаметральному сечению, перпендикулярному к плоскости листа показывает, что материал внутри круга г = а, где температура нагрева была больше или равна Тк, имеет однородную крупно­ зернистую структуру, одинаковую со структурой крупнозерни­ стой зоны термического влияния вблизи сварного шва (п. 24). Круг г = а крупнозернистой зоны охватывается кольцом с на­ ружным радиусом d, содержащим материал мелкозернистой зоны, причем здесь структура зерен совпадает со структурой мелкозер­ нистой зоны, существующей вблизи сварного шва. Снаружи этого кольца материал везде имеет исходную структуру. Таким образом, микроанализ полностью подтверждает физическую идентичность явлений, происходящих при сосредоточенном нагреве листа и при сварке встык двух плоских листов или при наплавке валика на кромку плоского листа. Физическая идентичность указанных явле­ ний полностью подтверждается также исследованием механиче­ ских характеристик металла в отдельных зонах термического влия­ ния вблизи сварного шва и в зоне сосредоточенного нагрева пло­ ского листа.

Для иллюстрации на рис. 25 приведена кривая изменения микротвердости в зоне сосредоточенного нагрева плоского листа. Замеры микротвердости производились по диаметральному сече-

нию, перпендикулярному к плоскости листа. Как показывает эта кривая, микротвердость в крупнозернистой зоне на 25% выше микротвердости исходного металла, т. е. примерно настолько же, насколько микротвердость металла крупнозернистой зоны вблизи сварного шва выше микротвердости исходного металла.

Другими словами, в зоне сосредоточенного нагрева после по­ следующего остывания существует такое же упрочнение металла, сопровождающееся значительной потерей его пластичности, какое

Для выяснения влияния упрочнения основного металла этого кольца необходимо решить полярно-симметричную задачу пло­ ского напряженного состояния при нелинейном упрочнении. Как показывает рис. 25, в этом кольце механические свойства металла непостоянны, изменяются вместе с изменением г от их значений

ные диаграммы растяжения основного металла в исходном состоя­ нии (кривая /) и металла крупнозернистой зоны (кривая 4). Каждая из этих диаграмм, если исключить из рассмотрения переходную часть от предела пропорциональности до предела текучести путем повышения предела пропорциональности до условного предела

При этом предыдущее уравнение^ представится