焊接溫度場ppt課件-在線瀏覽
2025-03-06 07:55本頁面
【正文】 [J/mm2sK] T— 板表面溫度 [℃ ] T0— 周圍介質(zhì)溫度 [℃ ] 由于散熱使微元體 hdxdys的溫度下降了 dT， 則此時失去的熱能應(yīng)為 dQ: 、瞬時固定熱源溫度場 d x d y d tTTdQ )(2 0?? ?dydxhcdTdVcdTdQ ?????????? ?? 上兩式相等 ， 整理得： 式中 ， b=2?/c?h被稱為散溫系數(shù) [s1]。 在熱源作用處 （ r=0） ， 其溫度增加為： 溫度以 1/t雙曲線趨勢下降 ， 下降的趨勢比半無限體緩慢 。 、瞬時固定熱源溫度場 同樣考慮散熱的問題 ， 求解一維導(dǎo)熱微分方程 ，可得： 式中， b*=?L/c?A,為細(xì)桿 的散溫系數(shù) [1/s],?=?c+?r L為細(xì)桿的周長 [mm]； A為細(xì)桿的截面積 [mm2] 。 、瞬時固定熱源溫度場 )e x p ()4( *210 tbatAc QTT ??? ??3111tTtTtT??? 焊接過程中常常遇到各種情況 ， 工件上可能有數(shù)個熱源同時作用 ， 也可能先后作用或斷續(xù)作用 ， 對于這種情況 ， 某一點(diǎn)的溫度變化可象單獨(dú)熱源作用那樣分別求解 ， 然后再進(jìn)行疊加 。 、瞬時固定熱源溫度場 ???niii trTT1),( 舉例：薄板上 ， A熱源作用 5秒鐘后 ， B熱源開始作用 ， 求 B熱源作用 10秒鐘后 ， P點(diǎn)的瞬時溫度 。 焊接過程中 ， 熱源一般都是以一定的速度運(yùn)動并連續(xù)用于工件上 。 在實(shí)際的焊接條件下 ， 連續(xù)作用熱源由于運(yùn)動速度（ 即焊接速度 ） 不同 ， 對溫度場會產(chǎn)生較大影響 。 ① 熱源移動速度為零 ， 即相當(dāng)于缺陷補(bǔ)焊時的情況 ，此時可以得到穩(wěn)定的溫度場 。 ③ 熱源穩(wěn)動速度較快時 ， 即相當(dāng)于快速焊接 （ 如自動焊接 ） 的情況 ， 此時溫度場分布也較復(fù)雜 ， 但可簡化后建立教學(xué)模型 ， 定性分析實(shí)際條件下的溫度場 。 、連續(xù)熱源作用下的溫度場 、連續(xù)熱源作用下的溫度場 現(xiàn)假定：有不變功率為 q的連續(xù)作用點(diǎn)熱源沿半無限體表面勻速直線移動，熱源移動速度為 v。從熱源開始作用算起，經(jīng)過 t時刻，熱源運(yùn)動到 o點(diǎn)， o0o的距離為 vt， 建立運(yùn)動坐標(biāo)系 oxyz， 使 ox軸與 o0x0重合，o為運(yùn)動坐標(biāo)系的原點(diǎn)， oy軸平行于 o0y0,oz軸平行于 o0z0。經(jīng)過 tt’時期的傳播， 到時間 t時，在 A點(diǎn) (x0,y0,z0)引起的溫度變化為dT(t’) 。()(應(yīng)用瞬時點(diǎn)熱源的熱傳播方程 : 此時 熱源持續(xù)時間是 tt0， 則有 、連續(xù)熱源作用下的溫度場 )4e x p ()4( 2223 atRatcqdT ????20202022 )39。( zyvtxAoR ?????])39。(e x p [)]39。2),(])39。(e x p [)]39。如果將此溫度場放在運(yùn)動坐標(biāo)系中，就呈現(xiàn)為具有固定場參數(shù)的穩(wěn)態(tài)溫度場。 、連續(xù)熱源作用下的溫度場 ,2,4 22mavRuatR ??)2e x p (2)2e x p ()4(2),()2e x p (2)2e x p (2)e x p (230222avRavxacqxRTavRmduumu??????????????????)2e x p (2),( va xRRqxRT ??? ??討論： 當(dāng) v=0,即為固定熱源時 ， 等溫面為同心半球 ， 溫度隨呈雙曲線下降 。 當(dāng) x=R(熱源前方 )， ， 可見 ， 運(yùn)動速度 v越大 ， 熱源前方的溫度下降就越快 ， 當(dāng) v極大時 ， 熱量傳播幾乎只沿橫向進(jìn)行 。 而 由此得極限狀態(tài)方程： 為散溫系數(shù)。 、連續(xù)熱源作用下的溫度場 對 于 固 定 線 熱 源(v=0)， 連續(xù)加熱達(dá)到穩(wěn)定時 (t?∞ ) 此時，等溫面的為同心圓柱。 )(2 0 abrKhqT ??????hab rc )(2 ??作用于板上的移動線熱源周圍的溫度場，在運(yùn)動坐標(biāo)系上的準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)，a),b)為坐標(biāo)軸 x和 y上的溫度 T分布，c)班平面上的等溫線 熱源移動速度為 v， 單位面積上的熱功率為q/A， 距離熱源 x處的溫度為： 在 x=0處 （ 熱源位置 ） ： T=Tmax=q/Ac?v。 、連續(xù)熱源作用下的溫度場 )0(],)24e x p[ ()0(],)24(e x p[2222?????????????xxavAPavvAcqTxxavAPavvAcqTrcrc???????? 、高斯分布熱源作用下的溫度場 )e x p()( 2*m a x* krdtqdtrq ??? 有效功率為 Q， 集中系數(shù)為 k的高斯熱源在 t=0時刻瞬時施加于半無限體的表面上，此表面不與周圍介質(zhì)換熱，熱源中心與 xyz坐標(biāo)系原點(diǎn) o重合，熱源在 xoy面上的分布為： 將熱源作用的 xoy整個平面劃分為微元平面 dF=dx’dy’,在 t=0時 ， 施加到物體表面的 B(x’,y’)點(diǎn)的微元面積上的熱量 dQ=q(r)dx’dy’dt， 可視同瞬時點(diǎn)熱源 。 整理得： 、高斯分布熱源作用下的溫度場 )4 39。39。(2),(223 atRatcdtdydxrqtzyxdT ????2222222 39。39。()39。 yxrzyyxxR ???????)]39。(4 )39。(e x p [)4( 39。2),( 2222223m a x yxkatzyyxxatcdtdydxqtzyxdT ?????????? 將整個高斯熱源看成是無數(shù)個施加在微元面積上的微元熱量
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1