Термические и структурные напряжения

1. ТЕРМИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

ВЫПОЛНИЛ: Отузов
Вепа, 12001913

2.

ТЕРМИЧЕСКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И
СТРУКТУРНЫЕ

3.

Термическое напряжение - это напряжение в материале
из-за изменения температуры, и это напряжение
приведет к пластической деформации материала».
Уравнение теплового напряжения | Формула термического
напряжения:
Напряжение, вызванное изменением температуры:
σ = Eα∆T
Документально подтверждено, что изменения температуры
вызовут увеличение или уменьшение элементов, и если
приращение длины однородного стержня длиной L и ∆L является
изменением длины f из-за того, что его температура была
изменена с T0 на T, тогда ∆L может быть представленным как
∆L = αL (Т - Т0)
где α коэффициент теплового расширения.

4.

Термический
анализ:
Анализ термических напряжений в ANSYS Workbench | Тепловое напряжение ANSYS
| Анализ термического напряжения Abaqus:
Целью термического анализа является изучение поведения материала после
приложения термической нагрузки и термического напряжения. Чтобы изучить
теплопередачу внутри объекта или между объектами, термический анализ
используется для измерения температуры, теплового градиента и распределения
теплового потока тела.
Виды термического анализа:
Есть два вида термического анализа:
Стационарный термический анализ:
Стационарный термический анализ направлен на поиск распределения температуры
или теплового потока в конструкциях при достижении равновесия.
Переходный термический анализ:
Изогнутые наборы для анализа переходных процессов определяют хронологию
изменения температурного профиля и других тепловых величин со временем.
Кроме того, тепловое расширение или сжатие инженерных материалов часто
приводит к тепловому напряжению в конструкциях, которое можно исследовать
путем проведения анализа термических напряжений

5.

6.

Термический анализ двигателя с водяным охлаждением:
Следующие шаги выполняются после завершения спецификации
двигателя.
•Проектирование системы водяного сердечника и головного
сердечника.
•Дизайн лайнеровой системы. (На основе его параметров, таких как
диаметр отверстия, ход, толщина и т. Д.)
•Дизайн водяного насоса и установки.
•Конструкция системы охлаждения и ее подсистем, таких как
радиаторы, вентиляторы, конструкция маслоохладителя.
Аспекты термического анализа блока цилиндров:
•Гидравлический мост клапана головки цилиндров (расчет
поперечного сечения в сердечнике верхнего течения).
•Анализ аспектов охлаждения поршня и клапана.
•Анализ кавитации футеровки.
•Анализ конструкции прокладки ГБЦ.
Термическое выветривание:
Выветривание под термическим напряжением - это термическое
разрушение - это механическое разрушение породы из-за теплового
расширения или сжатия, вызванного изменением температуры.

7.

Нагрев и охлаждение металла при термической
обработке, как правило, вызывает появление
внутренних напряжений в изделии. В
соответствии с первоначальной причиной их
возникновения они получили название
термических напряжений. Величина и характер
распределения этих напряжений изменяются в
течение процесса нагрева или охлаждения.
Поэтому напряжения в изделии,
соответствующие определенному моменту
времени нагрева или охлаждения, называют
временными. Как правило, после полного
выравнивания температур при охлаждении или
нагреве в объеме сохраняются внутренние
напряжения.

8.

9.

10.

Нормальное напряжение тела:
х = у = z = α (Т)
Здесь,
α – коэффициент тепловое расширение.
T - изменение температуры.
Напряжение представлено как
σ1 = - E = −α (T) E
аналогичным образом, если постоянная плоская пластина ограничена
по бокам, а также подвергается постоянному повышению
температуры.
σ2 = - α (T) E (1 - ν)
Напряжения σ1, σ2 называются термическими напряжениями. Они
возникают из-за естественного процесса при зажатом или
удерживаемом элементе.
Уравнение теплового напряжения для цилиндра | Термическое
напряжение в толстостенном цилиндре:
Изображение кредита:Микаэль Хэггстрем. При использовании этого
изображения во внешних работах его можно цитировать как:
Häggström, Mikael (2014). «Медицинская галерея Микаэля Хэггстрёма
2014«. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347 / wjm /
2014.008. ISSN 2002-4436. Всеобщее достояние. или Микаэль
Хэггстрём, используется с разрешения., Окружное напряжение, CC0

11.

12.

13.

Термические и структурные напряжения суммируются в разнообразных, при
этом трудно учитываемых сочетаниях. Если сумма внутренних напряжений
превышает предел прочности металла, то образуются разрывы-трещины.
Термические и структурные напряжения суммируются.
Вследствие термических и структурных напряжений, возникающих в
чугунных отливках при их охлаждении, они могут получить пониженную прочность.
Устранение этих напряжений после механической обработки вызывает
деформацию деталей: например, круглые чугунные поршни становятся
овальными, а направляющие станков утрачивают свою прямолинейность.
Поэтому ответственные и крупные отливки выдерживают длительное время на
дворах заводов, чтобы освободить отливки от внутренних напряжений под
действием климатических факторов. Такая выдержка иногда длится до двух лет.
Вследствие термических и структурных напряжений, возникающих в
чугунных отливках при их охлаждении, они могут получить пониженную прочность.
Закалочные напряжения складываются из термических и структурных
напряжений. При закалке всегда возникает перепад температур по сечению
изделия. Разная величина термического сжатия наружных и внутренних слоев в
период охлаждения обусловливает возникновение термических напряжений.
Кроме того, суммируясь, термические и структурные напряжения могут
вызвать коробление и даже трещины у закаливаемых деталей.

14.

Существенное влияние на образование горячих трещин в наплавленном
металле, а особенно на возникновение термических и структурных
напряжений, оказывает температура подогрева валков. Для валков из
стали 45 рекомендуется температура предварительного подогрева 380 400 С. Если речь идет о наплавке валков из стали с содержанием
углерода около 0 7 - 0 8 % проволокой типа ЗХ2В8, то температура
подогрева должа быть выше 450 С. Если это невозможно, то должны
быть приняты меры, предотвращающие образование горячих трещин.
Недостаточный подогрев основного металла валков из
высокоуглеродистой стали обусловливает образование малопластичных
структур в околошовной зоне сварного шва, что способствует
распространению трещин от наплавленного металла на основной.
Образующиеся в процессе наплавки горячие трещины являются резкими
концентраторами не только термических напряжений, обусловленных
самим процессом наплавки, но и рабочих напряжений, возникающих в
теле валка при прокатке металла, Все это ведет к значительному
снижению долговечности валка.

15.

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ