Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа № 1
«Определение величины фиктивной усадочной силы прогиба при наплавке валикового шва на продольную кромку стальной полосы»
Выполнил студент группы 021-0701
Электро-механического факультета
Сунгуров Александр Викторович
Преподаватель: Суханов
Леонид Александрович
Псков
2012г.
Цель работы. Изучение остаточных деформаций, возникающих приэлектрической дуговой сварке плавлением. Экспериментальное определение прогиба полосы после наплавки валика сварного шва, определение фиктивной продольной усадочной силы.
Под воздействием сварочной дуги, вследствие неравномерного нагрева металла и фазовых превращений в зове термического влияния происходят упругие и пластические деформации.
В любом сварном соединении имеется так называемая зова продольных пластических деформации площадью Fпл, в которой во время нагрева при сварке возникают пластические деформации металла в направлении движения источника тепла. После окончания сварки и полного остывания металла в соединении появляются остаточные пластические деформации ξпл.ост., распределение которых по ширине зоны пластических деформации неравномерно.
В практических расчетах для наглядности действия продольных остаточных пластических деформаций их заменяют действием фиктивной усадочной силы Рус. Эту силу получают интегрированием эпюры напряжений в зоне пластических остаточных деформаций. В нашем случае формула усадочной силы получает вид:
(1)
где - толщина свариваемых пластин м;
у - координаты рассматриваемой точки, м;
Усадочная сила Pус. вызывает продольное укорочение сваренных деталей, а если сварной шов наложен не по центру тяжести сечения, то еще и изгибающий момент, величина которого равна:
M ус = P ус ∙ e (2)
По величине изгибающего момента можно определять прогиб детали, вызванный сваркой:
f = (3)
Используя закон Гукай по величине усадочной силы можно вычислить продольное укорочение детали по ее нейтральной оси:
∆пр = (4)
В приведенных формулах приняты следующие обозначения:
Pус - усадочная сила, Н;
Е - модуль продольное упругости, для стали - 2* 1011 Н/м2;
е - расстояние от линии действия силы Pус до оси изгибающего элемента (эксцентриситет приложения силы Pус ), м;
z - длина изгибающего элемента, м;
F - площадь поперечного сечения детали, м2;
-момент инерции площади сечения детали относительно оси у~у, м4.
Использовать формулы (1) и (2) для определения усадочной силы Pус в технологических и прочностных расчетах не всегда удается. Усадочную силу проще вычислять через величину эффективной мощности сварочного источника тепла q кал/сек и скорости сварки vc, см/сек. При однопроходной сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей для вычисления Pус используют формулу:
Величина коэффициента в формуле зависит от величины удельной поточной энергии
При =1000 кал/см2 он близок к 7, при =7000 кал/см2 он равен 4, при значениях = 1000 - 7000 кал/см2 коэффициент определяют линейной интерполяцией.
Если определить затруднительно, можно приближенно это значение оценить по формуле:
(6)
где Fплавл - площадь поперечного сечения наплавленного металла шва за один проход, см2. В нашем случае этой площадью можно приблизительно считать ѕ площади эллипса с диагоналями «а» и «б».
Qv - коэффициент, зависящий от способа сварки, кал/см3,
принимают равным:
Проведение работы
Лабораторный образец для определения сварочных деформаций
|
№ базы |
Начальные замеры z, мм |
Среднее значение zср, мм |
Замеры после сварки z1, мм |
Среднее значение z1ср, мм |
Укорочение базы zср-z1ср, мм |
|
1 |
101,3 |
101,26 |
101,37 |
101,43 |
0,17 |
|
2 |
101,25 |
101,45 |
|||
|
3 |
101,24 |
101,47 |