Выравнивания температурного

При изготовлении пуансона типа Ш требуется больше сборочных операций, но в конструкции не используется трудноизготавливаемая тумба, которая заменена двумя перпендикулярными радиальными ребрами жесткости. Путь хладогента по каналу меньше, чем в пуансоне типа I, в результате чего он меньше нагревается и его тепловосприятие практически не меняется, что повышает степень выравнивания температуры по образующей пуансона. Тип Ш особо предпочтителен для пуансонов малых диаметров, так как внутренний диаметр тумбы мал и это затрудняет приварку ее изнутри к чаше.

называется релаксацией, а промежуток времени, в течение которого система возвращается в состояние равновесия, называется временем релаксации. Для разных процессов оно различно: если для установления равновесного давления в газе требуется всего 10~ "' с, то для выравнивания температуры в объеме того же газа нужны десятки минут, а в объеме нагреваемого твердого тела — иногда несколько часов.

Ступенчатая закалка (рис. 9,5, кривая 3) производится быстрым погружением нагретых деталей в соляную ванну с температурой немного выше мартенситной точки. После небольшой выдержки для выравнивания температуры по всему сечению изделия охлаждаются на воздухе до обычной температуры. При ступенчатой закалке возникают меньшие внутренние напряжения, а также меньшее коробление и поводка. Этот способ применяют только для закалки мелких изделий из углеродистых сталей, поскольку для крупных изделий скорость

Нагрев легированных сталей необходимо осуществлять крайне медленно, поскольку пониженная теплопроводность этих сталей может вызывать образование трещин и коробление. Обычно легирующие элементы повышают температуры ACl и АСъ, что ускоряет процесс диффузии. Время выдержки увеличивают для выравнивания температуры по всему объему изделия.

После откачки воздуха включают нагревательное устройство, начинается нагрев детали до заданной температуры с обеспечением равномерного нагрева деталей по всему сечению. После выравнивания температуры прикладывают усилие сжатия, которое в процессе сварки поддерживают постоянным. При охлаждении свариваемых деталей нагрузку снимают не сразу, а при температурах 100— 400°С, чтобы предупредить разрушение соединения из-за различных коэффициентов термической усадки соединяемых элементов.

Таким образом, для выравнивания температуры газа и электронов необходимо число ms/(2me) = 103...10 соударений (здесь 103 соответствует примерно отношению масс в водородной плазме, где msm \84Qrrie, a IQ5 относится к аргоновой или ртутной плазме). В то же время электроны непрерывно получают энергию от поля. Поэтому устанавливается электронная температура Те, которая превышает температуру газа Тл на небольшую величину ДТ. Энергия jE, полученная электронами от поля, должна быть равна энергии, отдаваемой электронами частицам газа при столкновении вследствие разности температур:

Во-первых, начальное неравномерное распределение температуры Ти можно рассматривать как некоторую температуру, возникшую вследствие выделения теплоты мгновенными элементарными источниками теплоты в момент времени / = 0. Зная закон распределения температуры от отдельного мгновенного источника теплоты, можно путем интегрирования по объему тела определить температуру от суммарного действия всех элементарных источников, т. е. описать процесс выравнивания температуры. Рассмотрим в качестве примера выравнивание температуры в бесконечном стержне сечением F, который при ^=0 был нагрет до Ти на участке длиной 2/; будем полагать, что остальная часть стержня находилась при Т = 0 (рис. 6.4). Выде-

Рис. 6.5. Процесс выравнивания температуры в неограниченном стержне, участок которого 21 = 2 см нагрет при / = 0 до Тн = 1000 К', а = 0,1 см2/с:

Рис. 6.6. Схема действия фиктивного источника / и фиктивного стока теплоты // для определения выравнивания температуры

Процесс выравнивания температуры, описываемый уравнением (6.17), представлен на рис. 6.5.

Рис. 6.12. Процесс теплонасыщения и выравнивания температуры от движущихся источников:

Две основные термопары 7 п 8 заложены непосредственно на поверхностях холодильника и обогреваемой медной пластины. Эта пластина одновременно служит для выравнивания температурного поля по поверхности. Для закладки термопар по радиусу до центра пластины п холодильника сделаны канавки шириной порядка 1,5 мм и глубиной 0,8 мм. Электроды термопар предварительно изолируются с помощью фарфоровой соломки и укладываются в канавко. Горячий спай термопары за-чекапивается или припаивается, а канавка сверху аккуратно замазывается замазкой, приготовленной из таль-

ставной плоский образец помещается между двумя плоскими тепломерами, а они в свою очередь — между двумя металлическими пластинами для выравнивания температурного поля на внешних поверхностях тепломера (рис. 4-6). Система образца с тепломерами и металлическими плитами

Два графитовых толстостенных стакана диаметрами 64/45 мм и высотой 75 мм служат для дополнительного выравнивания температурного ноля нагревателя. Внутри графитовых стаканов помещаются образцы 5 п 9 из исследуемого и из эталонного материалов (рис. 4-10). Они

Для выравнивания температурного поля в условиях такого нагрева может быть использовано увеличение рабочей длины образцов, а также установка специальных вставок и накладок [191], применение неохлаждаемых или подогреваемых захватов [157]. Часто для уменьшения неравномерности температурного поля и стабилизации теплового режима среды при нагреве пропусканием тока используются также неохлаждаемые токоподводящие шины, теплоизолирующие кожуха около образца и тепловой экран от

Отмеченные закономерности определяют степень одностороннего накопления необратимой циклической деформации сжатия, характер которой для корсетного сплошного образца показан на рис. 22 [29]. Сопоставление кривых для разных режимов показывает, что накопление деформации сжатия («бочка») за счет выравнивания температурного поля (см. рис. 21) может быть существенным. Например, при увеличении времени цикла в 4 раза накопление пластической деформации к 20-му циклу увеличивается в 30 раз (режимы / и V). В связи с этим можно ожидать, что предельное состояние при неизотермическом на-гружении с длительными выдержками в значительной степени будет определяться величиной длительного статического повреждения. Следует указать, что одностороннее накопление квазистатической сжимающей деформации было обнаружено и в. тонкостенных корсетном и гладком образцах [35].

В течение указанного времени (тн + тв да 10—12 мин) происходит прирост термической деформации образца, связанный с эффектом выравнивания температурного поля, что вызывает дополнительные термомеханические нагрузки и упругопластические деформации рабочей зоны (максимум на графике).

На рис. 5 показана кинетика ширины петли гистерезиса в четных 6(2П> (фаза сжатия) и нечетных 6<2n-1* полуциклах нагружения в связи с варьированием времени нагрева и выдержки. Умеренное уменьшение ширины петли по числу циклов, характерное для небольших времен нагрева и выдержек, с увеличением времени выдержек сменяется процессом ее стабилизации или даже увеличения. При этом существенно возрастает величина необратимо накопленной деформации за цикл Аб = 6(2П> — 6(2П~Х>, что определяется в основном полнотой завершения эффекта выравнивания температурного поля и частично эффектом ползучести, если учитывать большие длительности пребывания образца при высокой температуре в нагруженном состоянии.

При горячих испытаниях образец перед нагружением (т. е. до начала виброиспытания) нагревали до заданной температуры и выдерживали в печи дополнительно в течение одного часа с целью выравнивания температурного поля в воздушном пространстве печи и на поверхности образца.

Наибольшие температурные напряжения, возникающие в переходной зоне в режиме А\ (кривая 1, рис. 4.13, а), обусловлены наибольшим перепадом температур в исследуемой области корпуса. Вследствие выравнивания температурного поля при выходе на режим Аг упругие напряжения уменьшаются (например, в сечении // примерно на 30 %).

но с достижением теплового состояния в режиме АЗ (точка 1 на рис. 4.37). По достижении режима А0 (точка 2 на рис. 4.40, б) происходит разгрузка; нагружение на этапе нагрева до режима A t (точка 3) обусловливает возникновение упругопластических деформаций. Дальнейший нагрев до максимальной температуры режима А2 (точка 4 на рис. 4.37) вызывает уменьшение напряжений (точка 4 на рис. 4.40, б) вследствие выравнивания температурного поля. На этапе выдержки при высркой температуре происходит релаксация напряжений с образованием необратимой деформации ползучести ес. Последующее циклическое изменение температур корпуса (точки 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) приводит к изменению только упругих напряжений в сравнительно узком диапазоне; лишь интенсивное охлаждение от 610 °С до 390 °С (10 - 11 на рис. 4.37) вызывает упругопластическое деформирование со сменой знака. На этом завершается первый цикл упругопластичес-кого деформирования в первом расчетном температурном цикле с периодом т* .

В конце жаровой трубы установлен шестилопастной смеситель, служащий для выравнивания температурного поля на выходе из камеры сгорания. Камера сгорания устанавливается на четырех пружинах, допускающих свободное перемещение ее при тепловых расширениях. Установленная камера сгорания для сжигания мазута не приспособлена.