Содержание к диссертации
Введение
2. НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОБОЛОЧЕК, ОБУСЛОВЛЕННОЕ ДВИЖУЩИМСЯ СОСРЕДОТОЧЕННЫМ ИСТОЧНИКОМ ТЕПЛА 21
2.1. Решение уравнений термоупругости для оболочек двочкой кривизны, нагреваемых движущимися сосредоточенными источниками тепла 23
2.2. Напряженное состояние сферической и цилиндрической оболочек 31
2.3. Движение источника тепла по винтовой линии цилиндрической оболочки 42
2.4. Операторный способ решения уравнений термоупругости пологих сферических оболочек 49
2.4.1. Формула разложения 49
2.4.2. Трансверсально-изотропная сферическая оболочка 50
2.4.3. Изотропная пологая сферическая оболочка 53
2.4.4. Неустановившиеся напряжения в сферической оболочке, нагреваемой движущимся источником тепла 60
3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОЛОЧЕК, ОБУС
ЛОВЛЕННОГО ДВИЖУЩИМИСЯ ОБЛАСТЯМИ НАГРЕВА 67
3.1. Движение источников нагрева, расположенных на окружности по сферической оболочке 69
3.2. Напряженное состояние сферической оболочки при распределении движущихся источников нагрева по круговой области 76
3.3. Напряженное состояние цилиндрической оболочки при движении источников нагрева, распределенных
по областям. 83
4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОЛОЧЕК ПРИ
ПОНИЖЕНИИ ОСТАТОЧНЫХ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ДВИЖУЩИ
МИСЯ ОБЛАСТЯМИ НАГРЕВА. ОПТИМАЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ НАГРЕВА 95
4.1. Исследование напряженного состояния сварных оболочек при понижении остаточных сварочных напряжений способом локальной термообработки движущимися областями нагрева 96
4.2. Определение оптимальных движущихся областей нагрева /охлаждения/ для упрочнения сварных швов пластин и оболочек 107
4.3. Оптимальные области нагрева для цилиндрических оболочек и пластин НО
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОДОЧЕЧНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫХ ИСТОЧНИ
КОВ ТЕПЛА 118
5.1. Теоретико-экспериментальный метод определения остаточных напряжений при оплавлении поверхности цилиндрической оболочки 121
5.2. Напряженное состояние сферической оболочки, обусловленное высокоинтенсивным оплавлением зоны сварного шва 133
5.3. Исследование температурных полей в пластине при высоко интенсивном импульсном оплавлении 140
5.4. Теоретико-экспериментальный метод определения статочных напряжений при глубоком проплавлений цилиндрической оболочки 151
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 161
7. ПРИЛОЖЕНИЯ 163
ЛИТЕРАТУРА 167
- Решение уравнений термоупругости для оболочек двочкой кривизны, нагреваемых движущимися сосредоточенными источниками тепла
- Движение источников нагрева, расположенных на окружности по сферической оболочке
- Исследование напряженного состояния сварных оболочек при понижении остаточных сварочных напряжений способом локальной термообработки движущимися областями нагрева
- Теоретико-экспериментальный метод определения остаточных напряжений при оплавлении поверхности цилиндрической оболочки
Решение уравнений термоупругости для оболочек двочкой кривизны, нагреваемых движущимися сосредоточенными источниками тепла
В главе получены решения двумя способами. Для общего случая пологих оболочек двоякой кривизны - методом интегрального преобразования Фурье. При этом решение выражено через интегралы с бесконечным интервалом интегрирования. Показано как упростить вычисление таких интегралов на ЭВМ в точках их слабой сходимости.
Для случая трансверсально-изотропной сферической и изотропной сферической оболочек в квазистационарном тепловом режиме, а также изотропной сферической оболочки при наличии движущегося нестационарного источника тепла приведено другое решение - с помощью операторного /символического/ метода, которое дает возможность избежать вычисления интегралов от осциллирующих функций. Такой метод оказывается более эффективным в случае движения круговых областей нагрева и некоторых других случаях, в частности, при отсутствии теплоотдачи с поверхностей оболочек. Оба вида решения используются нами в следующих разделах для расчета напряженного состояния оболочек, возникающего от нагрева движущимися областями тепла. При определении температурных полей в оболочках использовались уравнения, полученные в работах [бі, 98, IOl] .
class2 ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОЛОЧЕК, ОБУС
ЛОВЛЕННОГО ДВИЖУЩИМИСЯ ОБЛАСТЯМИ НАГРЕВА class2
Движение источников нагрева, расположенных на окружности по сферической оболочке
Из рисунка видно, что наибольшие напряжения и температуры возникают за зоной нагрева. При увеличении скорости движения от 3 м/ч до 9 м/ч напряжения О хх уменьшаются больше, чем в 2 раза, a Ouu - в б раз.
Таким образом, изменяя скорость движения и размеры области нагрева, вблизи шва можно достигать наперед заданных напряжений по величине и знаку и тем самым использовать термический способ снятия остаточных напряжений /основывающийся на способности мате риала шва к пластическому течению/
Максимальные напряжения возникают в области нагрева, при этом они достигают высоких значений. Посколько области нагрева размешены на некотором расстоянии от сварного шва и в них не должно происходить пластическое деформирование, то максимальная величина температуры должна быть ограничена. Расчеты показали, что для областей нагрева необходимо требовать Ттах 200С.
class3 ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОЛОЧЕК ПРИ
ПОНИЖЕНИИ ОСТАТОЧНЫХ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ДВИЖУЩИ
МИСЯ ОБЛАСТЯМИ НАГРЕВА. ОПТИМАЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ НАГРЕВА class3
Исследование напряженного состояния сварных оболочек при понижении остаточных сварочных напряжений способом локальной термообработки движущимися областями нагрева
Для понижения уровня остаточных сварочных напряжений, применим обработку перемещающимися вдоль сварного шва источниками нагрева, распределенными по областям симметрично расположенным относительно сварного шва, причем источники тепла находятся на некотором расстоянии от шва. При этом снятие остаточных напряжений происходит вследствие протекания в зоне сварного шва пластических деформаций, обратных остаточным /здесь, снова, отметим, что в литературе отсутствуют аргументированные рекомендации относи-тельно выбора параметров такой обработки/.
Для анализа напряженного состояния, возникающего при такой термообработке, ограничимся случаем пологой цилиндрической оболочки со сварным швом вдоль оси Оы и движущимися источниками нагрева, распределенными в круговых областях.
Если движущиеся по поверхности оболочки источники постоянной интенсивности 0о O,o(d,] ) const распределены равномерно и непрерывно в некоторой замкнутой области , то определение напряженного состояния оболочки сводится к интегрированию фундаментального решения в этой области.
Приведем решение уравнений термоупругости пологой цилиндрической оболочки в случае отсутствия теплоотдачи с боковых поверхностей. В таком случае, как сказано ранее, более эффективным методом решения будет операторный метод.
class4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОДОЧЕЧНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫХ ИСТОЧНИ
КОВ ТЕПЛА class4
Теоретико-экспериментальный метод определения остаточных напряжений при оплавлении поверхности цилиндрической оболочки
Для аналитического определения остаточных напряжений, возникающих при оплавлении, предполагается, что деформации несовместности /остаточные деформации/ известны, В области оплавления тензор деформаций несовместности можно приближенно принять в виде шарового тензора _96j , т.е. формально свести задачу к решению термоупругой задачи. Температура /фиктивная/ в области оплавления принимается величиной постоянной, которая определяется затем с использованием экспериментальных данных.
Здесь, на основании пространственной теории термоупругости и теории оболочек типа Тимошенко, рассмотрим решение задачи о нахождении напряженного состояния тонкостенной цилиндрической оболочки при оплавлении зоны кольцевого сварного шва
