Линейного источника в пластине

 

    Быстродвижущийся линейный источник как движущийся линейный создает равномерное распределение температуры по толщине пластины.

(22)

где q – эффективная тепловая мощность, приходящая на рассчитываемую пластину, Вт;

      l – коэффициент теплопроводности материала пластины, Вт/см× К;

      V – скорость сварки, см/с;

            а – коэффициент температуропроводности, см²/с;

          С _ρ – удельная объемная теплоемкость, Дж/(см³×К);

d – толщина рассчитываемой пластины, см;

b – коэффициент температуроотдачи, 1/с;

y_i – координата рассматриваемой точки в системе координат с началом в действительном и фиктивном источниках теплоты, см (рис. 3).

                                              (23)

y₁ = y

y₂ = 2l₂ + y

y₃ = 2l₁ – y                                                 (24)

y₄ = 2∙(l₁ + l₂) + y

y₅ = 2∙(l₁ + l₂) – y

 

Использование ЭВМ для расчета температурного поля

    Расчет температурного поля является сложной и трудоемкой работой, связанной с выполнением большого объема расчетов. Поэтому в курсовом проекте предусмотрено применение ЭВМ.

    Первым этапом в машину вводят теплофизические параметры, размеры пластин, параметры режима. Вычисления ведутся для каждой платины в отдельности. Далее выбирается расчетная схема: движущийся точечный источник на поверхности плоского слоя, движущийся источник в пластине, быстродвижущийся источник на поверхности полубесконечного тела, быстродвижущийся источник на поверхности плоского слоя.

    Значения х, y, z принимаются в сантиметрах.

 

Построение изотерм температурного поля

И кривых термического поля

 

    Изотермы представляют собой замкнутые линии, точки которых имеют одинаковую температуру. Температура точки определяется с учетом начальной температуры тела Т_о

                                             (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.