Распределение температур по оси ОХ на поверхности полубесконечного тела и пластины

15 февраля, 2016 xeil

Распределение температур по оси ОХ в гюлу- бесконечном теле зависит от скорости движения источника и теплофизических свойств металла.

При неподвижном источнике теплоты (v — 0) темпера­тура точки в полубесконечном теле определяется урав­нением (27), из которого видно, что по мере уменьшения R температура возрастает и в точке пересечения осей коор­динат, когда R -*■ 0, температура бесконечно возрастает (рис. 37, а).

о) 6)

image56

Рис. 37. Распределение температур по осп ОХ в полубес­конечном теле: а — при неподвижном источнике (<?эф =

= 3150 Вт); б— при подвижном источнике (низкоуглеро­дистая сталь);

І — низкоуглеродистая сталь; 2 — чугун серый; 3 — медь

По мере увеличения R по оси ОХ температура умень­шается и распределение температуры по этой оси изобра­жается гиперболой. При этом, чем больше коэффициент теплопроводности материала, тем меньше температура на том же расстоянии от источника теплоты. Так, температура по оси ОХ на одинаковом расстоянии от источника для стали будет примерно в 7 раз больше, чем для меди.

При подвижном источнике теплоты в полубесконечном теле распределеление температур определяется уравне­нием (26). Для точек на отрицательной полуоси (X < 0) подставим в уравнение вместо X значение R с сохране­нием знака полуоси, тогда

^ <?,ф--------- Zr<-R+R)

т=-шге “ТШТ*

так как -—R - f R = 0.

В результате получим такое же уравнение, как и для неподвижного источника. Следовательно, распределение температуры от подвижного источника на отрицательной полуоси (позади источника) в полубесконечном теле не зависит от скорости перемещения источника, как и при неподвижном источнике.

Для точек, расположенных на положительной полуоси, вместо X подставляем в уравнение R, тогда

т. <ЬФ г-1ST <-*+«> Q*

2nlR 2nkR

Полученное выражение показывает, что чем скорее движется источник, тем меньше теплоты распространяется впереди источника. Если источник теплоты будет дви­гаться чрезвычайно быстро, то скорость перемещения дуги может оказаться больше скорости распространения теп­лоты впереди источника, и вся теплота будет распреде­ляться только позади источника (рис. 37, б). Характер рас­пределения температур по оси абсцисс в пластине во мно­гом подобен рассмотренному для полубесконечного тела. Распределение температур по поверхности зависит от параметров режима сварки (Q3(J), v, Qaф/v) и теплофизи­ческих свойств металла.

Опубликовано в ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ
«
»

Комментарии закрыты.