Локальной температуры

И ЛОКАЛЬНОЙ ТЕКУЧЕСТИ

В ЗОНЕ ПРЕДРАЗРУШЕНИЯ КОНЦЕНТРАТОРОВ. МОДЕЛЬ ЛОКАЛЬНОЙ ТЕКУЧЕСТИ

Рис. 3.4. Модель локальной текучести в пластине с двухсторонними разрезами:

предельно равновесного состояния ихарактера разрушения пластин в упругопластической стадии их работы необходимо знать размеры и форму зоны локальной текучести в окрестности концентратора. Экспериментальные данные показывают, что полосы текучести локализуются в зоне предразрушения вдоль некоторого слоя, совпадающего с линиями скольжения. Для пластины с центральным дефектом

1 1ри анализе предельного состояния упругопластических тел с дефектами необходимо знать форму и размеры зоны локальной текучести (зоны предразрушения) для математического описания условий ее автомодельное™. Будем полагать, что металл имеет обычную диаграмму деформирования. При деформационном упрочнении металл не является несжимаемым ( т.е. коэффициент Пуассона ц * 0,5). Линейная деформация ев направлении скольжения равна объемной ЕО, что соответствует минимуму работы пластической деформгщии

Для установления особенностей напряженно-деформированного состояния в зоне локальной текучести (в вершине дефекта) на границе двух пластически неоднородных сред использовали метод конечных элементов (МКЭ). В основу программы МКЭ положены уравнения структурной модели упруго-вязкопластической среды /29/. Сетка конечных элементов состояла из 680 элементов со значительным сгущением узлов в окрестности вершины дефекта (рис. 3.12). В силу симметрии рассматривали половину соединения. Численные расчеты были выполнены для степени механической неоднородности Kg, равной 1,0, 1,125, 1,25, 1,5,2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 5,0 и 100 при размерах дефекта 1/В= 0,1...0.5. В результате было установлено, что вследствие высокой кон-

та Д = 2р или его условный радиус). Во втором диапазоне (рис. 3.13, в) точка AJ = А^ смещается в противоположном направлении до точки О. При этом NO = р. Согласно /26/, в точке А; зарождается микротрещина, являющая очагом разрушения. Для реальных размеров дефектов данная точка настолько приближена к их вершине, что можно полагать начало разрушения непосредственно из вершины дефекта, а пластическое течение сосредоточено в узких полосах, совпадающих с линиями скольжения А,С и A(F. При этом последние расположены под углами 6Т и 6М к контактной границе металлов М иТ. Такая модель, с одной стороны, учитывает особенности механически неоднородных соединений, а с другой, является обобщением модели локальной текучести для тел с трещинами.

Анализ несущей способности сварных соединений с дефектом на границе сплавления мягкого и твердого металлов в условиях квазихрупкого разрушения для случая плоской деформации выполнен с применением критического раскрытия трещины 5С. Согласно данному алгоритму, полосы локальной текучести заменяли дополнительными разрезами, к берегам которых прикладывали нормальные и касательные напряжения ag, aft и tg, т^, что позволило свести упругопластическую задачу к упругой. Причем в упругой задаче концентратор представлен в виде щели с дополнительными прорезями в вершине (рис. 3.15).

Соотношение (3.42) корректно при отсутствии контакта зоны локальной текучести в вершине дефекта с границей сплавления. Исходя из данного условия, которое можно записать как г sin0 < h/2, и размера зоны локальной текучести г /4/ определяем минимальную относительную толщину мягкой прослойки, для которой корректно выражение (3.42):

В зависимости от степени нагруженности сварного соединения параметр ?н изменяется от 0 до », что отражает реальное поведение сварного соединения. При использовании формулы Нейбера параметр ?н изменяется только от О до 1, что не всегда соответствует действительности (например, при небольшой области локальной текучести вблизи пор

3.2. Особенности напряженного состояния и локальной текучести в зоне предразрушения концентраторов. Модель локальной текучести.............................................................85

постоянной температуры внешней поверхности. Такое снижение расхода охладителя приводит к повышению локальной температуры матрицы. При низких скоростях реакции разложения аммиака (малые значения К*) преобраладает первый из указанных эффектов и поэтому температура падает по мере увеличения К*. При высоких скоростях реакции уменьшается расход охладителя и температура матрицы возрастает. Следует отметить также, что при отсутствии диссоциации (К* = 0) физические свойства охладителя изменяются незначительно, поэтому температура матрицы описывается простым соотношением в - ехр[-?(1 - z)].

перегрева Т — ts проницаемой матрицы относительно локальной температуры насыщения ts .

Физическая и аналитическая модели. В дополнение к описанию изображенной на рис. 6.1 физической модели процесса следует добавить сведения о механизме теплообмена и структуре потока в области испарения LK. В ее начале L при незначительном перегреве (практически без перегрева) пористого материала относительно локальной температуры насыщения ts в дискретных центрах возникают пузырьки пара. Они сразу заполняют все сечение поры, пар прорывается в наиболее крупные по-ровые каналы и течет отдельными микроструями.

При изнашивании в струе абразивных частиц происходят следующие процессы: а) разупрочнение поверхностного слоя детали; б) разрушение поверхности в результате высоких контактных напряжений; в) резание микростружек абразивной частицей; г) контактная усталость; д) выплавление микрообъемов материала детали в результате высокой локальной температуры.

Уравнения (84) и (85) позволяют найти среднюю истинную температуру по средней оптической, если известны величины к. Может быть также установлена связь между средней оптической и максимальной температурами пламени, строго говоря, зависящая от характера распределения температур в пламени и его степени черноты; однако в некоторых случаях эти зависимости проявляются слабо и это облегчает определение максимальных температур по средним [89]. Все же всем этим методам свойствен общий недостаток, заключающийся в том, что их применение не позволяет непосредственно измерить поле температур в факеле. Поэтому метод обращения спектральных линий в сочетании с местным окрашиванием пламени с помощью Nad или LiCl является практически единственным, позволяющим измерить поля истинных температур пламени, и наиболее часто применяемым для этой цели. Само собой понятно, что для получения искомой локальной температуры факела (пламени) окрашенная зона должна быть по возможности узкой, а температурное искажение в потоке должно быть при этом минимальным.

Рис, 3,7. Изменение локальной температуры потока и интенсивности температурных пульсаций ат в зависимости от времени в различных точках сечения канала при Re = 48500 и частоте 0,5 Гц [44] : 1 ...• 3 — у /И = 0,002, 0,009, 0,03; Г0 — температура потока вдали от

Измерения температур в очаге горения, сделанные малоинерционной обнаженной термопарой, показали сильные пульсации локальной температуры. Графики температуры, приведенные на рис. 5-4, построены по осредненным во времени локальным температурам. Визуально сквозь прозрачные стенки трубы была заметна неустойчивая перемежающаяся область повышенной светимости, высота которой равнялась нескольким сантиметрам. Замечено, однако, что при более высоких средних температурах слоя и хорошем перемешивании

Как показали расчеты, средняя температура трубы под шипом мало отличается от локальной температуры по оси шипа.

Последнее из решений, (5-80) показывает, что ®0 = [(г). При условии сосредоточенности параметров по газовому тракту зависимость 00 от г есть следствие принятого допущения о замене средней величины' 6 (г,- т) значением локальной температуры 6 (г, т).

ществлялось в семи точках, расположенных по высоте ее примерно на равных расстояниях. Тем самым общая поверхность теплообмена была разделена на шесть участков. По приращению энтальпии охлаждающей воды на каждом из шести участков определялись условные локальные тепловые потони по всей высоте 3-метрового реактора. На середине каждого участка была зачекане-на термопара для замера локальной температуры стенки. Против мест заделки этих термопар в середине лоток а были установлены термопары для замера локальной температуры среды. По локальным величинам теплового потока, температурам стенки и среды вычислялись локальные коэффициенты теплоотдачи по высоте реактора.

Необходимое условие применения ТК - отличие интегральной или локальной температуры изделий от температуры окружающей среды, которое создается либо искусственно с помощью внешних источников теплового нагружения (ИТН), либо в силу естественных причин при изготовлении или функционировании изделий.

При изнашивании в струе абразивных частиц происходят следующие процессы: а) разупрочнение поверхностного слоя детали; б) разрушение поверхности в результате высоких контактных напряжений; в) резание микростружек абразивной частицей; г) контактная усталость; д) выплавление микрообъемов материала детали в результате высокой локальной температуры.