Исследования температурных

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ УДАРЕ

Методика натурного эксперимента. Натурные исследования температуры в зоне удара проводили на машине для изучения ударно-усталостного изнашивания УРК-1. Машина позволяет производить прямые многократные удары по закаленной наковальне.

29. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ УДАРЕ

Натурные экспериментальные исследования температуры при многократных ударах проводили на ударной установке УРК.-1. Температуру измеряли по методике, приведенной в подразд. 27, для трех вариантов удара.

29. Экспериментальные и аналитические исследования температуры при ударе........136

Другим решением вопроса может быть исследование поля радиации (q) с последующим расчетом температуры стенки по формулам (9-7) и (9-10). Необходимые для этого коэффициенты теплоотдачи от стенки к пару подсчитываются достаточно надежно и большой ошибки в результат не вносят (за исключением зоны повышенной теплоемкости закритических параметров) . Измерения тепловых потоков не требуют остановки парогенератора и при наличии лючков могут охватывать все интересующие экспериментатора области пароперегревателя. Исследования температуры стенки вынуждают создавать неблагоприятные топочные ситуации вблизи точек измерения, что не всегда возможно. Исследования теплового потока не связаны местом и свободны в поисках этих ситуаций. Сами ситуации более естественны. Положительным является и то, что при повреждениях аппаратуры измерения могут быть повторены.

Были проведены экспериментальные исследования температуры в зоне сварки с помощью хромель-алюмелевых термопар диаметром 0,2 мм. Ввиду сложности определения температуры Б зоне контакта изготовили специальные разъемные образцы. Крепление термопар на них осуществлялось сваркой. Исследования проводили на образцах (диаметром 60 мм) из стали 45, присадочным металлом служила проволока Св-08Г2С диаметром 1,2 мм. Режим обработки: Р=0,8 кН; /i=l,4 кА; /2=1,75 кА; /з=2,1 кА. Измерения показали, что на дне канавки температура составляет 1000... 1250 "С, что на 100... 200 °С ниже, чем на ее боковых сторонах. Это объясняется тем, что по дну канавки электрический ток практически не протекает, так как здесь электрический контакт создается лишь в последний момент заполнения канавки добавочным металлом. Именно в указанном выше интервале температур находится область возможной сварки металлов (содержащих до 0,7 % С) давлением. Глубина распространения температур фазовых превращений в основном металле достигает 0,35 ... 0,75 мм (рис. 142).

Исследования температуры двигателя автомобиля проводятся в большинстве работ по данным измерений температуры его охлаждающей жидкости. Между тем, связь температуры двигателя с температурой его охлаждающей жидкости не доказана.

Предметом экспериментальных исследований служили автомобили Урал 4320, Урал 5557 (ЯМЗ 236), Урал 4420 (ЯМЗ 238), КрАЗ 6444, КрАЗ 255 Б1, ЗиЛ 131, ЗиЛ 130, ГАЗ 53, ГАЗ-САЗ 3507, ГАЗ 2705, ГАЗ 31029, УАЗ 31512, ВАЗ 2106, ВАЗ 21213, КАвЗ 3976 с различной степенью утепления двигателей. Диапазон исследования температуры окружающего воздуха составляет от плюс 20 до минус 42 °С, а скорости ветра - от 0 до 13 м/с.

Распространенным методом исследования температуры плавления при атмосферном давлении является метод термографирования, заключающийся в изучении зависимости температуры образца от времени при монотонном нагреве или охлаждении [18]. На термограмме фазовый переход характеризуется постоянством температуры образца в течение некоторого времени.

Исследование температурных полей и деформаций. Исследования температурных полей нужны для оценки работоспособности узлов трения^ теплостойкости и точности машин. Температура сказывается на работе узлов трения в связи с температурными изменениями зазоров, резким изменением вязкости масла, изменением свойств поверхностных слоев материалов, особенно коэффициентов сухого трения. При высоких температурах понижаются механические свойства материалов, происходит тепловое охрупчива-ние и ползучесть. Температурные деформации существенно влияют на точность измерительных машин, прецизионных станков и других машин.

податливых при сдвиге по толщине слоистых оболочек, однако она оказалась слишком сложной, хотя и была применена к задачам динамики (Сю и Ван [130]). Зукас и Винсон [316] использовали теорию типа Амбарцумяна для исследования температурных напряжений в слоистых ортотропных круговых цилиндрах, а Шиппер [250] предложил свой уточненный вариант теории термоупругости оболочек.

Для исследования температурных процессов удара применяли две модели: сферическую и цилиндрическую. Эти модели выбраны неслучайно. Они дают хорошие результаты при механических испытаниях, и зависимости, полученные с их помощью, хорошо воспроизводимы. Кроме того, контактные задачи деформации для сферы и цилиндра разработаны лучше, чем для других моделей.

Исследования температурных полей и кинетики термической деструкции были проведены на образцах углеметаллопластика в процессе одностороннего высокотемпературного нагрева. Теплофизические характеристики исследуемого материала из-за наличия полимерного связующего существенно зависят от температуры. Кроме того, на характер распространения температуры по толщине материала при нестационарных режимах нагрева в значительной мере оказывают влияние процессы, связанные с термическим разложением полимерного связующего. Пренебрежение указанными факторами при расчете температурных полей в элементах конструкций может привести к значительному расхождению данных расчета и эксперимента. Термическая деструкция полимерных материалов представляет собой сложный многостадийный химический процесс превращения исходного высокомолекулярного вещества в газообразные, жидкие и твердые продукты разложения. Как правило, реакции разложения имеют эндотермический характер. Основными параметрами, характеризующими этот процесс, являются скорость потери массы материала в процессе нагрева и количество-тепла, поглощаемого при разложении единицы массы исходного вещества. При расчете температурных полей влияние тепловых эффектов, возникающих при термической деструкции полимерных материалов, можно учесть как действие внутренних отрицательных источников тепла мощностью-

входе в реактор. Свободное, особенно в первоначальный момент заполнения реактора сырьём, истечение горячего (температура до 500° С) газожидкостного потока в реактор приводит к тому, что поток, под действием сил гравитации и инерции, искривляется и движется вверх по каналу (каналам) вдоль противоположной месту ввода стенки корпуса. При этом траектория горячей сырьевой струи зависит от диаметра входного патрубка, угла его наклона к горизонтали и содержания в ней (струе) газовой фазы 1]. Высокий перепад температур приводит к снижению надёжности работы реакторов и, как следствие, - к снижению производительности и технико-экономических показателей УЗК. Анализ работ, выполненных под руководством И. Кузеева, и собственные исследования температурных полей корпусов реакторов УЗК позволили определить зависимость температурной неравномерности (рис.1) от конструктивного оформления узла ввода сырья [2].

Результаты исследования температурных полей и напряженных состояний, возникающих в корпусе реактора ВВЭР-440 вследствие теплового удара при срабатывании САОЗ, приведены в гл. 5.

1. Петушков В.А., Кузнецов С.Ф. Применение МКЭ для исследования температурных полей в элементах конструкций // Машиноведение. 1976. № 5. С. 68-76.

В курсе лекций, читаемых в МАТИ, большой раздел посвящается вопросам технологической надежности станков, зависящей от процессов, происходящих в самих станках во время их работы: вибрации, изменений жесткости, температурных деформаций, износа и др. Для закрепления знаний по вопросу влияния изменений температурных полей станка на точность параметров изготавливаемых на этом станке деталей, сборник включает лабораторную работу «Исследование влияния тепловых деформаций станка на его технологическую надежность». В работе студенты знакомятся с методикой исследования температурных полей и тепловых деформаций стенда на базе токарно-револьверного автомата 1Б118, изучают приборы и аппаратуру для измерения температуры и тепловых деформаций, производят настройку станка и необходимые измерения, а также оценивают во времени смещение уровня настройки станка и стенда. Смещение настройки станка из-за тепловых деформаций оценивается по изменению выбранных геометрических параметров типичной детали, обрабатываемой на станке.

В работе приведены описание методики и результаты численного исследования температурных полей в рулонированной (70 слоев) оболочке ТА для следующих режимов работы установки:

В этой связи необходимым для моделирования испытаний являются вопросы определения температурных полей в парах трения современных работающих и проектируемых машин. Поэтому так широко продвигаются в настоящее время во всем мире исследования температурных полей аналитическими и экспериментальными методами. Следует подчеркнуть, что специфические трудности точного измерения температур на реальных пятнах касания и поверхностях трения в целом, а так же температурных градиентов «вдоль и перпендикулярно среднему горизонту» поверхности трения приводят к тому, что для точного определения температурных полей экспериментальные методы измеренияотемператур обычно взаимно корректируются с аналитическими.

Исследования температурных полей в толще металла осуществляются в сверлениях так называемыми глубин-