Study of Local Combined Heat Impact on Permanent Joints

Abstract

Работа посвящена построению математической модели процесса электородуговой наплавки на поверхность стальной пластины. Материал пластины принимается упруго-пластическим, деформации малыми и состоящими из упругих и пластических. Обратимые (упругие) деформации связаны с напряжениями законом Дюамеля-Неймана, необратимые (пластические) зарождаются и растут благодаря пластическому течению в рамках ассоциированного закона пластического течения. Упругие модули и предел текучести полагаются зависящими от температуры. В качестве условия пластического течения выбрано условие Мизиса, в котором учтена способность металла сопротивляться необратимой деформации (вязкость). Исследуется влияние предварительного равномерного подогрева стальной пластины на величину остаточных напряжений в ней. Приводиться зависимость остаточных напряжений, расположенных в материале пластины, от величины предварительного температурного подогрева. В результате делается вывод о том, что достаточно равномерно прогреть пластину до 200 °C – 250 °C, чтобы снизить значения максимальных напряжений до благоприятного уровня. The work is devoted to the construction of a mathematical model of the process of electric arc surfacing on the surface of a steel plate. The plate material is assumed to be elastic-plastic, deformations are small and consist of elastic and plastic. Reversible (elastic) deformations are related to stresses by the Duhamel-Neumann law, irreversible (plastic) deformations arise and grow due to plastic flow within the framework of the associated plastic flow law. The elastic moduli and yield strength are assumed to be temperature dependent. The Miesis condition was chosen as the plastic flow condition, which takes into account the ability of the metal to resist irreversible deformation (viscosity). The influence of preliminary uniform heating of a steel plate on the value of residual stresses in it is investigated. The dependence of residual stresses located in the plate material on the value of preliminary temperature heating is given. As a result, it is concluded that it is sufficient to heat the plate evenly up to 200 °C - 250 °C in order to reduce the values of maximum stresses to a favorable level.