 |
|
Сварочные деформации и напряжения
Рассмотрим сварочные деформации и напряжения для пластичных материалов
= 
- исчезают после снятия нагрузки
-остаються после снятия нагрузки
Материал может деформироваться без приложения нагрузок при нагреве или охлаждении.Абсолютное удлинение или укорочение линейных размеров определяются по формуле (1),где 
- коэффициент линейного расширения
Сварочные деформации и напряжения удобно демонстрировать по схеме трех жестко закрепленых стержней с подвижной одной частью
= 
= 
+ 
Свободная деформация равна сумме собственных и наблюдаемых деформации.
При этом = 
+ 
= 
+ 
; 
= 
+ 
Деформация в процессе охлаждения
Методы определения напряжений, деформаций, перемещения
Используют два метода: экспериментальный , расчетный.
Экспериментальный методы основаны на измерении деформаций различными методами. Для измерения можно использовать тензодатчики, видеокамеры , лазерную голографию. Напряжения определяют по результатам измерения перемещения деформации или других физических параметров , изменяющихся при появлении напряжений. Методы измерений :механический, электрический, тензодатчики, рентгеновский ,ультразвуковые ,измерение твердости и т.д. Экспериментальный метод применяют для определения остаточных напряжений . Для этого устанавливают датчики и снимают начальные показания , затем снимают эти же показания после сварки. Напряжения по деформациям в упругой области можно определить по закону Гука: 
=E· 
Для одномерной задачи, когда измерения деформации происходит вдоль оси x получаем
=E 
В случае измерения объемной деформации устанавливают три датчика по трем перпендикулярным направлениям, т.е. измеряем 
,тогда напряжение будет определятся по закону Гука для объемного или плоского случаев.
= 
= 
= 
Измеряя деформации в начале и конце сварки можно эксперементально определить остаточные напряжения.
Напряжения и деформации, возникающие в процессе сварки временные ,для их определения необходимо в каждый момент времени регистрировать деформации,температуру комплексно,в случае плоского состояния.В этом случае можно построить графики изменения деформаций и напряжения в процессе сварки. При этом расчет должен выполнен с учетом изменения упруго-пластических свойств материала в зависимости от температуры.В этом случае:
( 
) 
E(T), 
(T)
Идеальная упркго-пластическая диограмма используеться в рассчетах.
Рассчетные методы .Наиболее точными и современными способами определением напряженно-деформационного состояния в сварном соединении является метод конечных элементов,т.е. свариваемое тело разбивают на элементарные отрезки,пощадки или объемы ,в каждой точке определяют T и изменение деформации и напряжения с течением времени .Обычно в расчетных методах сначала определяют временные напряжения и ,а затем остаточные.
Пусть i – номер элемента ( точки ) , j - номер момента времени .Рассмотрим расчет напряжения при одномерном случае:
= 
– перемещения наблюдаемые продольной деформации
- приращение температурных деформаций
- упругая деформация на предыдущем времени этапе нагружения