Конструкции находящейся

Существуют многочисленные конструкции нагревательных устройств, применяемых для кратковременных испытаний. Основное, на что надо обращать внимание, - это устранение температурного градиента в рабочей печи. Для этого необходимо, чтобы длина печи была в 2 - 4 раза больше расчетной длины образца, а внутренний диаметр муфеля печи был не менее трех диаметров образца.

Испытание в условиях агрессивных сред выдвигает ряд требований к конструкции нагревательных устройств. Материал нагревателя должен обладать высокой жаростойкостью в условиях рабочих сред. Наряду с этим он не должен оказывать химического воздействия на испытуемые материалы.

В США Кирхнером и Риплингом [37], затем Казеном и др. [38], Ходг-соном [39] и в Дании Торсеном [40] были разработаны различные конструкции нагревательных камер для металлографического изучения образцов в разных условиях. Оригинальные установки для исследований микроструктуры металлов и сплавов были созданы Габлером с соавторами (Австрия) [41], Де-Янгом (Нидерланды), Мишимой (Япония) [36, с. 370], Олсоном, Брикснером и Смитом (США) [24] и др.

Рис. 13. Конструкции нагревательных узлов:

Однако, если толщина пакета D2 лг nDn будет близкой к его ширине, выражение (12-41) окажется несправедливым. Тогда полезно расположить пластины, как показано на рис. 12-5, в. В этом случае п в формуле (12-41) соответствует числу слоев в пакете, а &2 = NbN, где N число пластин в слое. Такое расположение однако неудобно для практического применения вследствие значительного усложнения конструкции нагревательных постов.

Оборудование. Ти пы и конструкции нагревательных индукторов. Одним из основных элементов, обеспечивающих получение требуемых результатов обработки при высокочастотном нагреве, является нагревательный индуктор. Индукторы изготовляются из красномедных трубок со стенками толщиной 1,5—2 мм.

В настоящее время широкое применение находят нагревательные элементы, выполняемые из тонколистового моне ль-металла (состав: 68% Ni, 2,5% Fe, 1,5% Мп и 28% Си), обладающего высокой антикоррозионной стойкостью. Греющие элементы из этого материала выполняются в виде труб с полым и / j ребрами, внутри которых проходит 1 ^т греющий пар. Некоторые конструкции нагревательных элементов выполняются с плоскими стенками, омываемыми паром. При применении холодного душа накипь с них легко удаляется, а при работе испарителей с такими элементами при глубоком вакууме в корпусе накипь с них не приходилось удалять в течение ~ 5 000 час. При этом производительность установки оставалась неизменной, чего никогда не наблюдалось у испарителей со змеевиками.

Конструкции нагревательных печей для заготовок (рис. 5-3,з) также отражают тенденцию в оптимальной мере использовать особенности передачи тепла лучеиспусканием и конвекцией: в сварочной части, где устанавливается наивысшая постоянная температура, высота пламенного пространства больше, а в методической части печи, где температура газов, идущих навстречу поступающему металлу, снижается, высота рабочего пространства печи также уменьшается. После выхода из печи газы направляются для доиспользования тепла в рекуператоры.

Лучевой нагрев позволяет обеспечить равномерное распределение температуры по длине и объему исследуемого элемента, стабильность его теплового режима. К недостаткам этого метода, кроме сложности конструкции нагревательных систем, следует отнести:

Особенности технологических процессов термической обработки, связанные с применением печей, печей-ванн, установок ТВЧ и ТПЧ и заключающиеся в отсутствии контакта между нагреваемой деталью и нагревательными элементами, создают ряд технологических и организационных преимуществ при выполнении процессов термической обработки. В общем виде обработка в условиях объемного бесконтактного воздействия нагревающей (охлаждающей) среды характеризуется возможностью одновременной обработки значительного числа как одноименных, так и разноименных деталей, удобством применения различных приспособлений, простотой ориентации и перемещения деталей в рабочем пространстве, некоторой независимостью конструкции нагревательных элементов оборудования от геометрии и размеров обрабатываемых деталей (достаточно выдерживать только общую ориентацию без строгой фиксации деталей на приспособлениях или поду печей).

Рис. 13. Конструкции нагревательных узлов:

Механизмы впрыска. Конструкции нагревательных цилиндров (механизма впрыска) литьевых машин различных производителей достаточно однотипны, однако, конструктивные варианты привода червяка во вращение и

Выражение в левой части (1.27) называется потенциальной энергией упругой конструкции, находящейся под действием заданных нагрузок Ра, для кинематически допустимых смещений р* и соответствующих деформаций q*. Она получается путем вычитания из энергии деформаций для деформаций а*; виртуальной работы нагрузок на смещениях р*. Неравенство (1.27) показывает, что смещения и деформации, дающие решение нашей задачи для конструкции, минимизируют потенциальную энергию (принцип минимума потенциальной энергии).

При оценке защиты прибрежных строительных сооружений можно исходить из того, что требуемая плотность защитного тока для непокрытой поверхности под водой составляет 60—100 мА-М"2 и что около 20% от которых приходится на опорную часть конструкции, вбитую в грунт. Задняя сторона шпунтовых стенок, обращенная к суше, потребляет так мало тока, что при расчетах это можно не учитывать. Для сооружений с покрытием требуемая плотность защитного1 тока обычно составляет 5—20 мА-м~2 в зависимости от качества покрытия. Однако здесь для части конструкции, находящейся в грунте, следует принимать примерно половину величины для подводной части, поскольку там нет покрытия или же оно повреждено во время забивания шпунтового профиля на копре.

Рис. 9.20. Пример конструкции, находящейся в условиях обобщенного плоского напряженного состояния — балка-стенка.

Пусть перемещения конструкции в ее равновесном состоянии получили малые приращения, совместимые с геометрическими и кинематическими ограничениями, наложенными на поведение отдельных элементов конструкции. Такие дополнительные перемещения принято называть возможными. Тогда, согласно принципу возможных перемещений для конструкции, находящейся в положении равновесия, сумма работ всех действующих на нее внешних и внутренних сил на любой системе возможных перемещений равна нулю:

Решение задач геометрической нелинейности приводит к перестройке на каждом шаге матрицы производных [В], а решение задачи физической нелинейности требует формирования на каждом шаге итерации матрицы упругих характеристик [D]. Таким образом, временные затраты на переформирование матрицы жесткости конструкции [К\ окупаются возможностью учета обоих видов не-линейностей. Как показывает опыт, метод последовательных приближений дает хорошие результаты при решении с помощью метода конечных элементов задач температурной пластичности, а также ползучести, когда происходит постепенное накопление пластической деформации в конструкции, находящейся под нагрузкой при повышенной температуре в течение некоторого периода времени.

Часто, однако, возникает необходимость в осуществлении динамического гашения колебаний уже имеющейся конструкции, находящейся под действием сложных

сти, пределом пропорциональности или какой-либо еще величиной в зависимости от того, что именно считается разрушением в характерной точке исследуемой части машины или конструкции, находящейся в условиях многоосного напряженного состояния. Кроме того, для некоторых материалов разрушающее напряжение при растяжении отличается от разрушающего напряжения при сжатии даже для одного и того же вида разрушения. Например, предел прочности чугуна при сжатии гораздо больше предела прочности при растяжении. С учетом сказанного гипотеза максимального нормального напряжения, сформулированная выше, математически может быть записана следующим образом:

Метод накопления повреждений. Этот метод дает возможность Связать срок службы конструкции, находящейся под воздействием циклической нагрузки с постоянной амплитудой, со сроком служ'бы при случайном циклическом нагруже-нии. Предполагается, что если прл данной переменной нагрузке приложено п' циклов, а разрушение происходит после приложе-

Тепловой режим конструкций энергетических устройств из композитных материалов (КМ) в ряде случаев характеризуется интенсивным теплообменом на поверхности, высокими скоростями изменения температуры во времени и большими градиентами температур внутри этих конструкций. При этом в материале возникают нелинейные физико-химические явления, которые часто ведут к снижению несущей способности конструкций. К ним относятся структурные фазовые превращения, взаимодействие компонентов, расслоение, температурные и структурные напряжения, изменение теплофизических, упругих, прочностных и других характеристик, реологические эффекты. Расчет предельного состояния конструкции, находящейся в таких условиях, должен включать описание процессов теплопроводности, термо- и вязко-упругости, кинетики химических реакций, аэродинамики фильтрующих газов, диффузии, а также требует из-за анизотропии свойств определения большого количества теплофизических и механических характеристик материалов. Точный расчет с учетом изменения характеристик от температуры весьма сложен, так как связан с решением нелинейных интегродифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. На достоверность его результатов большое влияние оказывает трудность представления и выбора достаточно полно отражающей действительность модели процесса, связанного с необратимыми явлениями.

Общую схему построения алгоритмов решения указанных задач рассмотрим на примере определения компонентов НДС осесимметричной оболочечной конструкции, находящейся под действием статических нагрузок.

Соотношения (10.38) — (10.47) выведены для тонкостенной обо-лочечной конструкции, находящейся под действием внешних нагрузок, произвольно изменяющихся во времени. Рассмотрим некоторые частные случаи.