Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Кафедра «Транспорт углеводородных ресурсов»Стр 1 из 5Следующая ⇒
МиНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ государственное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение высшего профессионального образования «тюменский государственный нефтегазовый университет» Институт Транспорта Кафедра «Транспорт углеводородных ресурсов»
ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория сварочных процессов» для студентов направления 150700.62 Машиностроение (профиль 2: оборудование и технология сварочного производства) всех форм обучения
Тюмень ТюмГНГУ 2012 Утверждено редакционно-издательским советом Тюменского государственного нефтегазового университета Составитель: Кусков В.Н., д.т.н., профессор © Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2012 г. ВВЕДЕНИЕ
Курсовая работа по дисциплине “Теория сварочных процессов” выполняется с целью закрепления теоретических знаний, полученных на лекционном курсе, приобретения навыков выполнения расчетов температурного поля, размеров зон термического влияния с помощью ЭВМ, исследования зависимости температурного поля от конструкции сварочного соединения, теплофизических характеристик свариваемы материалов и технологических параметров сварки. Температурное поле является основой для определения термического цикла нагрева и охлаждения, времени пребывания металла при температуре выше определенного значения. С температурным полем связаны сварочные деформации и остаточные напряжения, закалка наплавленного и основного металла. Расчет температурного поля является сложной и трудоемкой работой связанной с выполнением большого объема расчетов. Поэтому предусмотрено обязательное применение ЭВМ. В то же время расчет температуры нескольких точек должен быть предварительно выполнен вручную. Это позволяет усвоить расчетные формулы. В работе дается не только метод аналитического определения температурного поля, но и описание экспериментального метода исследования температурного поля.
Организация выполнения курсовой работы Курсовая работа выполняется в шестом семестре по материалам лекций и рекомендуемой литературы. Курсовая работа состоит из пояснительной записки и одного листа графической работы. В пояснительной записке приводятся теоретические положения к расчету температурного поля, термического цикла, расчетная схема и расчеты, распечатка решения на ЭВМ. Графическая часть содержит температурное поле в схеме, кривые термического цикла. Предлагается следующий порядок выполнения работы: · по предложенному способу сварки, схеме сварного соединения выбрать модель нагреваемого тела и источника теплоты; · определить теплофизические характеристики свариваемых материалов; · рассчитать температуру нескольких точек и представить расчет на · рассчитать температурное поле с применением ЭВМ (по программе кафедры); · построить кривые термического цикла, определить параметры термического цикла; · изменением параметров теплофизических характеристик и режимов · построить схему зон термического влияния.
2. Темы курсовой работы и выбор вариантов Задание на курсовую работу выдаётся студенту индивидуально. Варианты задания приведены в приложении 1.
Основные теоретические положения к расчету Температурного, поля Большинство применяемых способов сварки выполняются применением концентрированного источника теплоты, подводимого в зону сварки. Введенная в зону сварки теплота передается за счет теплопроводности в основной металл. Прилегающая непосредственно к сварному шву зона термического влияния основного металла нагревается до высокой температуры, в нем протекают фазовые превращения, изменяется структура и механические свойства. При охлаждении со скоростью, превышающей критическую скорость, происходит закалка стали, сталь приобретает нежелательную хрупкость. С нагревом и охлаждением металла связаны также объемные изменения, появление напряжений и деформаций.
Учет краевых условий
При расчете температурного поля тел, имеющих ограниченные размеры, необходимо принимать во внимание граничные условия, которые учитывают теплообмен между окружающей средой и телом. Различаются следующие краевые условия: изотермические, адиабатические и теплообмен с окружающей средой с постоянной температурой. Теплообмен с окружающей средой оценивается коэффициентом теплоотдачи. Расчет температурного поля с краевыми условиями выполняется с применением метода наложения, фиктивных источников и стоков теплоты. Метод наложения заключается в суммировании температур в рассматреваемой точке от разных источников теплоты. В случае сварки стыкового соединения однослойным швом со сквозным проплавлением предполагается, что прогрев разделки кромок осуществляется равномерно на всю толщину пластины. Во время сварки нахлесточного соединения дуга прогревает торец верхней пластины на всю толщину, а в тавровом соединении сварка выполняется со сквозным проваром, и нагрев верхней пластины также равномерный и на всю толщину. При расчете температурного поля нахлесточного и таврового соединений нижняя пластина нагревается только с одной стороны, прогрев по толщине листа неравномерный.
4. Определение исходных данных к расчету
Нагрев свариваемых деталей осуществляется эффективной тепловой мощностью, составляющей часть мощности сварочной дуги. Эффективная тепловая мощность определяется по параметрам сварочной дуги. (1) где q – эффективная тепловая мощность, Вт; η – эффективный КПД сварочной дуги (таблица 1); U – напряжение дуги, В; I – сварочный ток, А. Таблица 1
Эффективная тепловая мощность распределяется между свариваемыми деталями. Для деталей различных толщин эффективная тепловая мощность определяется по формулам: - для стыкового соединения и (2) - для таврового и нахлесточного соединения и (3) где q 1 – эффективная тепловая мощность, распределенная по первой пластине толщиной δ1; q 2 – эффективная тепловая мощность, распределенная по второй пластине толщиной δ2; Значение теплофизических коэффициентов для расчетных температур представлены в таблице 2. Таблица 2
где Тср – средняя температура, теплофизические характеристики которой приняты для расчета температурного поля; λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(см×К); С ρ – объемная теплоемкость, Дж/(см3×К); a – коэффициент температуропроводности, см2/с. Таблица 3 Коэффициент полной поверхностной теплоотдачи
По коэффициенту полной поверхностной теплоотдачи определяем коэффициент температуроотдачи для каждой из свариваемых пластин по формуле: (4) где b – коэффициент температуроотдачи, 1/с; d – толщина рассчитываемой пластины, плоского слоя, см; α – коэффициент полной поверхностной теплоотдачи, Вт/(см2×К).
И кривых термического поля
Изотермы представляют собой замкнутые линии, точки которых имеют одинаковую температуру. Температура точки определяется с учетом начальной температуры тела То (25) Начальная температура равна температуре подогрева перед сваркой или температуре окружающей среды. Изотермы вычерчиваются в подвижной системе координат, различаются изотермы на верхней и нижней поверхностях пластины и в плоскости, перпендикулярной направлению движения источника теплоты. В нашем задании предусмотрено построение изотерм на верхней и нижней поверхностях рассчитываемых пластин с шагом в 100 градусов. Для определения координат точек имеющих одинаковую температуру необходимо вначале построить кривые термических циклов. Построение кривых термических циклов осуществляется в системе координат, где: 1. по оси абсцисс откладываются значения х, по оси ординат – значения температур, при y = const; 2. по оси абсцисс откладываются значения у, оси ординат – значения температур при х = const; По кривым термических циклов при известных координатах y определить х-ые координаты точек изотерм. Для этого на уровне заданных температур провести горизонтали. Точки пересечения горизонталей с кривыми термических циклов проектируем на ось Х. Аналогично определяем y-ые координаты по кривым распределения температур по оси Y. Полученные значения координат точек (x, y) при T=const ввести в отдельную таблицу и по этим данным построить кривые изотерм. Изотермы на верхней и нижней поверхностях в случае отсутствия отражения теплового потока от границ тела симметричны относительно оси Х, при учете отражения теплового потока изотерма вытягивается в направлении отражающей поверхности.
ЛИТЕРАТУРА 1. Теория сварочных процессов. / Под ред. В.В. Фролова, - М.: Высшая школа, 1988 г. 2. Петров Г.Л., Тумарев А.С. Теория сварочных процессов. – М.: Высшая школа, 1877 г. 3. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. – М.: Машгиз, 1977 г.
4. Теоретические основы сварки./ Под ред. В.В. Фролова. – М.: Высшая школа, 1870 г. 5. Расчет температурных полей в пластинах при электросварке плавлением./ А.А. Каземиров и др. – Киев. Наукова думка. 1968 г. 6. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. – М.: Энергия, 1968 г.
Приложение 2
а) стыковое сварное соединение, сварка корневого, заполняющего и облицовочного слоя;
б) подварочный шов;
в) нахлесточное соединение;
г) тавровое соединение. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Теория сварочных процессов» для студентов направления 150700.62 Машиностроение (профиль 2: оборудование и технология сварочного производства) всех форм обучения
Составитель: Кусков Виктор Николаевич, д.т.н., профессор
Подписано в печать _________2012. Формат 60×90 1/16. Усл.печ.л._____ Тираж 36 экз. Заказ №_____.
Издательство федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет». 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.
Отдел оперативной полиграфии издательства. 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52. МиНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ государственное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение высшего профессионального образования «тюменский государственный нефтегазовый университет» Институт Транспорта ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Теория сварочных процессов» для студентов направления 150700.62 Машиностроение (профиль 2: оборудование и технология сварочного производства) всех форм обучения
Составитель Кусков В.Н.
Тюмень ТюмГНГУ 2012 МиНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ государственное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение высшего профессионального образования «тюменский государственный нефтегазовый университет» Институт Транспорта Кафедра «Транспорт углеводородных ресурсов»
ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория сварочных процессов» для студентов направления 150700.62 Машиностроение (профиль 2: оборудование и технология сварочного производства) всех форм обучения
Тюмень ТюмГНГУ 2012 Утверждено редакционно-издательским советом Тюменского государственного нефтегазового университета Составитель: Кусков В.Н., д.т.н., профессор © Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2012 г. ВВЕДЕНИЕ
Курсовая работа по дисциплине “Теория сварочных процессов” выполняется с целью закрепления теоретических знаний, полученных на лекционном курсе, приобретения навыков выполнения расчетов температурного поля, размеров зон термического влияния с помощью ЭВМ, исследования зависимости температурного поля от конструкции сварочного соединения, теплофизических характеристик свариваемы материалов и технологических параметров сварки. Температурное поле является основой для определения термического цикла нагрева и охлаждения, времени пребывания металла при температуре выше определенного значения. С температурным полем связаны сварочные деформации и остаточные напряжения, закалка наплавленного и основного металла. Расчет температурного поля является сложной и трудоемкой работой связанной с выполнением большого объема расчетов. Поэтому предусмотрено обязательное применение ЭВМ. В то же время расчет температуры нескольких точек должен быть предварительно выполнен вручную. Это позволяет усвоить расчетные формулы. В работе дается не только метод аналитического определения температурного поля, но и описание экспериментального метода исследования температурного поля.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-11-23; просмотров: 96; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.191.169 (0.087 с.) |