СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

МЕТОД ФИКТИВНЫХ СИЛ

Для выяснения механизма возникновения сварочных дефор­маций и напряжений Г. А. Николаев [76] рассматривает задачу о наплавке валика на продольную кромку полосы. Используя температурную кривую в данном поперечном сечении полосы и гипотезу плоских сечений, он устанавливает, что при наплавке валика основной металл, прилегающий к валику, получает пла­стические деформации сжатия. Эти пластические деформации сжатия после последующего остывания должны привести к по­явлению усадочных растягивающих напряжений в этой зоне, которые рассматриваются как активная нагрузка, приложенная к полосе. Задаваясь законом распределения этих усадочных напря­жений и применяя гипотезу плоских сечений, из условий равно­весия внутренних сил в данном поперечном сечении полосы можно найти основные параметры, определяющие принятый закон рас­пределения усадочных напряжений. Для этого необходимо знать общую ширину зоны пластических деформаций сжатия, состоя­щую из трех частей: ширины наплавленного металла, ширины той части основного металла, где для стали Т >500° С и которая определяется опытом, и ширины зоны упруго-пластических де­формаций, которая определяется теоретически. В работе [76] приведены расчетные формулы для случая, когда усадочные напряжения распределены по закону треугольника и для проверки полученных результатов проведены опыты для пластин с разными отношениями сторон, где варьировались также технологические факторы сварки. В этой же работе [76] рассмотрен ряд других задач, как, например, сварочные деформации и напряжения тавра, пластин, сваренных встык и внахлестку, наплавка валика на плоскость и т. д.

Впоследствии метод фиктивных сил нашел развитие и приме­нение в работах [21, 22, 66, 85], также И. П. Трочуна [124], который использовал установленную им опытным путем зависи­мость между суммарной шириной зоны пластических и упруго­пластических деформаций полосы и удельной энергией. В работе [123] эта зависимость найдена аналитически.

По своему содержанию метод фиктивных сил применим лишь к одномерным задачам и в тех случаях, когда имеет силу гипотеза плоских сечений, так как он требует задания направлений и за­конов распределения усадочных усилий. Однако этот метод, как впервые показано в работе [76], в некоторых простейших случаях двумерной задачи позволяет получить качественную картину в первом приближении.