Настоящее учебное пособие отвечает программе курса "Тео - рия сварочных деформаций и напрядений", который предусмотрен ляя студентов, обучающихся по специальностям 0411 (металлургия и технология сварочного производства) и 0504 (технология я оборудование сварочного производства), учебное пособие наг писано на основе лекций, читаемых одним из авторов на ко­раблестроительном факультете Ленинградского кораблестрои­тельного института, другим - на физико-металлургическом фа­культете Ленинградского политехнического института им. М.И. Калинина. В настоящее время отсутствуют учебники или учебные пособия, отвечающие программе указанного курса. Изданные в разное время монографии по теории сварочных деформаций и напряжений либо устарели, либо по объему и уровню изложения ее отвечают требованиям, предъявляемым к учебникам и учебный пособиям. Создавшееся положение не случайно и обусловлено большими трудностями, возникающими при ПОПИТІЙ изложить в доступной для студентов форме теорию сложных термомеханиче­ских процессов при сварке. Именно этому методологическому аспекту проблемы авторы уделили большое внимание. Они стре­мились изложить современное состояние теории сварных дефор­маций и напряжений для студентов, имеющих общетехническую подготовку в объеме третьих курсов кораблестроительных и ма­шиностроительных вузов страны. Поэтому основное внимание в учебном пособии уделено изложению физической сущности термо­механических процессов при сварке элементов конструкций. Подробно рассмотрены инженерные методы определения сварочных деформаций и напряжений и приведены методики расчета общих и местных деформаций металлоконструкций, предназначенные для ручного счета. Вместе с тем показана возможность применения ЭВМ для изучения кинетики термопластических процессов, вое—

никаящих при сварочном нагреве, и приведены некоторые ре­зультаты, полученные на базе использовании теории терме - пластичности.

Значительное место уделено прикладным вопросам: выбору

оптимального варианта последовательности сборки и сварки металлоконструкций, способам уменьшения и устранения общи! и местных сварочных деформаций, оценке влияния фазовых пре­вращений металла, а также тех или иных условий сварки на остаточные деформации и напряжения. Кратко изложены вопросы прочности сварных соединений и влияния сварочных напряжений на работоспособность сварных конструкций.

Учебное пособие написано с широким использованием ре­зультатов новейших исследований в рассматриваемой области, в том числе и собственных работ авторов. В частности, в учебном пособии переработаны, расширены и получили дальней­шее развитие соответствулцие разделы учебника "Сварка судо­вых конструкций" [I] .

Авторы стремились, кроме основных положений, дать но­вый материал, появляющийся в процессе быстрого развития тео­рии сварочных деформаций и напряжений. Поэтому некоторые вопросы изложены в пособии несколько тире, чеы в программе по этому курсу. Более углубленное изучение отдельных вопро­сов предназначено для студентов, выполняющих курсовые и дип­ломные работы исследовательского плана, а также учебно-ис­следовательскую работу (УИРС), предусмотренную учебнда пла­ном при завершении обучения в институте (на У курсе).

Главы I, 2, 6, 9 написаны проф, К. М.Гатовским, главы 3, 7, 8 - доц. В. А.Кархиннм, а главы 4, 5, 10 написаны авторами совместно.

В данном пособии лрянятн следующие основные обозначе­ния:

а - коэффициент температуропроводности, м^/с;

Б - ширина, м;

b - коэффициент температуроотдачи, I/К;

Ь6 , Ьф - полуширина зоны пластических деформаций, фа­зовых превращений, м;

С - кривизна продельной оси балки, 1/м;

с. р - объемная теплоемкость, Дж/См3-К);

Е - модуль продельной упругости, Па;

F, - площадь поперечного сечения, зоны пластиче-

ских деформаций, м2; f - стрелка прогиба, м;

Сг = Е/2(»+ '()') - модуль сдвига, Па; ї - момент инерции, м1^;

К.^О-г.'О/Е - коэффициент объемного сжатия, 1/Па;

Кт, Ks, К6,КФ ~ коэффициенты, учитывающие влияние теплоотдачи, толщины, начальных напряжений, - фазовых превращений на объем продольного уко­рочения;

к - катет углового шва, м; кТ1кэ- теоретический и эффективный коэффициенты кон­центрации напряжений;

L - длина, м;

М - момент, Н*м;

N - продольная села, Н;

Р - сосредоточенная сила, Н;

Рус- усадочная сила, Н;

Q. - количество теплоты, Дж; перерезывающая си­ла, Н;

- тепловая мощность, Вт; распределенная нагруз­ка, Н/м;

плотность теплового потока в направлении осей х,) ,г, Вт/ы!2;

tyn - погонная энергия нагрева, Дж/м; г - характеристика цикла нагружения металла; р&- диус инерции, м;

S - поверхность, м2; площадь эпюры; s - толщина, м;

Т„ТИ, ТК - температура разупрочнения металла, начала и конца фазового превращения, К; tc - время сварки, о;

V - объем, м3;

v - погонный объем укорочения С удлинения), м2; trc - скорость сварки, м/с;

X, Y,Z - центральная ось балки, главные центральные оси сечения балки (общая система координат); х^г,- местная система координат, овяаяняяя со швом; і - коэффициент линейного температурного расшире­ния, I /К;

at/cp - коэффициент линейного теплового расширения, м5/!*;

°1Т - коэффициент поверхностей теплоотдачи, Вт/(і/*Ю;

p, jsm - Функция влияния теплоотдачи на температуру и максимальную температуру;

р>=6н/й$ - относительные начальные напряжения; угловая деформация сварного соединения, рад; j - угловые деформации; йУ - объем укорочения (удлинения), м3;

£. - линейные деформации;

ц - деформация, соответствующая пределу текуче­сти;

А - коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К);

коэффициенты продольного и поперечного укоро­чений сварного соединения;

У - коэффициент поперечной деформации; б - нормальные напряжения, Па;

6s,6tl6r - предел текучести, прочности, усталости, Па; . t - касательные напряжения, Па;

(f - угол поворота сечения, рад; ip - функция состояния материала.

Верхние индексы:

е, р,е, Т,<Р указывают составляющую величины, обусловлен­ную упругостью, пластичностью, ползучестью,

температурой, фазовыми превращениями.

Нижние индексы:

x, y,t, p,9 указывают направление величины относительно осей;

с,0,ш - координаты центра тяжести соответственно плат стической зоны, сечения балки и шва;

н, ост, т - начальные, остаточные и в момент максимально­го нагрева значения величины.