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

(п. 38, 39), полосы цветов побежалости представляют круговые кольца с тем же центром и температурное поле источника, пере­ мещающегося по окружности, может быть исследовано методом,

имеющим круговое отверстие (рис. 37). Для получения удовлетво­ рительных количественных результатов необходимо учесть пласти­ ческие деформации нагрева тех областей, где в предельном состоя­ нии нагрева Т < Тк. Для учета этих пластических деформаций используем первый способ уточнения (п. 31). В данном случае этот способ дает, что активную пластическую деформацию сжа­

предельного состояния нагрева с наружной и внутренней сторон линии перемещения источника. Тогда по второму методу (п. 29) задача определения сварочных деформаций и напряжений исход­ ного листа сведется к определению деформаций и напряжений составного листа, получающегося путем сшивания кольца с вну­ тренним и наружным радиусами Ri = Ri [ 1 — а (Тк—Т0)],

из того же исходного металла толщиной б,;. Механические свой­ ства металла кольца, а также его толщина, вообще говоря, будут функциями радиуса г. Для простоты используем среднее по ши­ рине кольца значение его толщины, которое обозначим через б2 . Так как деформации кольца, как целого, будут происходить лишь по мере деформации крупнозернистой зоны, то с известным ос­ нованием можно принять, что это кольцо целиком состоит из

ческом деформированном состоянии как кольцо и диск, так и не­ которая кольцевая область вокруг отверстия листа. Но при при­ меняемых на практике режимах сварки разность R2 — Ri мала по сравнению с Rx (или R2), в силу чего кольцо будет обладать меньшей геометрической жесткостью, чем диск и лист с отвер­ стием. Поэтому естественно предположить, что после сшивания кольцо целиком окажется в упруго-пластическом деформирован­ ном состоянии, а диск и лист с отверстием — в чисто упругом.

Ограничимся случаем, когда диск и лист такой толщины, что при нагреве и после полного остывания не имеет места потеря устойчивости плоской формы равновесия. Кроме того, если между диском и листом нет начального зазора, то в соответствии с ос­ новной гипотезой и принятым здесь способом уточнения все элементы, оказавшиеся внутри кольца R t sg; г R2 в предель­ ном состоянии нагрева, должны иметь активную пластическую деформацию сжатия а (Гк — Г 0 ) и в радиальном" направлении. Но на практике между свариваемыми элементами допускается начальный зазор до 1,5 мм и при принятых на практике режимах сварки температурное расширение в радиальном направлении не перекрывает этот зазор. Следовательно, в данном случае ак­ тивных пластических деформаций сжатия в предельном состоянии нагрева в радиальном направлении не будет. Вместе с тем на­ плавленный металл в момент остывания до Тк будет иметь актив­

ответствующее свободное сокращение поперечного размера на­ плавленного металла к моменту полного остывания будет 5 а (Тк —

— Г,,), в силу чего внутренний и наружный радиусы кольца со­ ответственно будут:

где Cj и £ определяются из последних двух уравнений системы (8.88), которые, имея в виду (8.89), можно привести к виду:

Так как искомое значение £ находится внутри достаточно узкого промежутка между /?х и R2, то в каждом конкретном случае при­ ближенное решение системы (8.90) может быть найдено без осо­

полученных таким образом теоретических значений радиальной де­ формации ег при принятых выше численных значениях основных параметров. Нетрудно также убедиться, что в данном случае диск и лист с отверстием действительно находятся в упругодеформированном состоянии:

а кольцо — целиком в упруго-пластическом.

ег10*

Рис. 38

42. ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ В ТОЧКАХ ЛИСТА, ВОЗНИКАЮЩИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ НАПЛАВКИ

НА ЕГО ПОВЕРХНОСТЬ ДВУСТОРОННЕГО КРУГОВОГО ВАЛИКА |32)

Теоретическое решение

С известным основанием к этой задаче может быть отнесена задача определения сварочных деформаций (напряжений) в точ­ ках листа, возникающих в результате вварки заплатки круговой формы или в результате приварки тонкостенной трубы к плоскому листу. Возьмем круговой диск конечного радиуса R и найдем его деформации и напряжения, вызванные наплавкой двустороннего

с тем, чтобы температурное поле ранее наложенных участков шва не влияло на температурные поля последующих участков. Ис­ пользуем второй способ уточнения, который дает, что активную пластическую деформацию сжатия а (Тк — Т0) получают все эле­ менты, оказавшиеся внутри кольца, внутренний и наружный

радиусы і? ! и і? 2 которого определяют как средние между ра­ диусами окружностей, соприкасающихся с изотермами Тк и Г у предельного состояния нагрева с внутренней и наружной стороны линии перемещения источника. Тогда задача определений сва­ рочных деформаций и напряжений исходного листа сведется к оп­ ределению деформаций и напряжений составного листа, полу­ чающегося путем сшивания кольца // с внутренним и наружным

Для диска / и кольца /7 останутся справедливыми соотно­ шения (8.74) — (8.85). Если предположить, что кольцо ///

после сшивания останется в упруго-деформированном состоянии, то радиальные смещения и напряжения в его точках определятся соотношениями:

ы<3>

и (8.91), дадут следующую систему уравнений для определения постоянных интегрирования: