ТЕОРИЯ сварочных процессов

Использование ЭВМ для расчетов полей температур

Использование вычислительных машин для расчетов полей температур при сварке может быть различным в зависимости от поставленной задачи.

В простейшем случае ЭВМ используют для расчетов по из­вестным формулам, и если выражения не содержат каких-либо специальных функций, то результат может быть найден даже на клавишных машинах. В ряде формул содержится функция Бес­селя Ко, определение значений которой при работе с клавиш­ными машинами возможно по таблицам. Если расчет нужно вы­полнить для серии точек по одной и той же формуле, то лучше составить программу или воспользоваться готовой программой для ЭВМ, если таковая имеется, указав исходные данные для конкретного расчета.

В указанном выше примере ЭВМ используется лишь для экономии времени и облегчения труда расчетчика. Более высо­кая ступень использования ЭВМ — интегрирование определен­ных интегралов и решение систем уравнений. В частности, расчет температур в стадии теплонасыщения по формул&м (6.21), (6.25), (6.29), при многократном отражении теплоты от границ тела (6.49), (6.52), в телах вращения (6.56), (6.58), (6.61), при учете распределенности источников теплоты (6.73) целесооб­разно при массовых расчетах выполнять на ЭВМ путем состав­ления специальной программы. Решение уравнения (6.85) путем линеаризации функции q на отдельных участках At с последую­щим вычислением (6.83), (6.84) также удобно выполнять по специальной программе на ЭВМ. Примером решения уравнений с помощью ЭВМ может быть случай расчета температур и ши­рины проплавления при электрошлаковой сварке [см. (7.50) и п. 7.9].

Весьма эффективно использование ЭВМ в задачах оптимиза­ции параметров режимов сварки, например, по скорости охлаж­дения в заданном интервале температур (см. п. 7.4). Представ­ленные в п. 7.4 случаи ограничены примерами использования формул для быстродвижущихся источников теплоты. Для умень­шения скоростей охлаждения металла часто специально пони­жают скорость сварки и в этом случае необходимо использо­вать формулы типа (6.26). Выразить в явном виде скорость охлаждения dT/dt при определенном значении Т не удается. Подбор оптимальных q и и для обеспечения заданной скорости охлаждения в конкретном интервале температур, в особенности если еще ставится задача минимизации длительности пребыва­ния металла выше определенной температуры, без ЭВМ прак­тически невозможен.

Особый случай расчета тепловых процессов, который может быть выполнен только с использованием крупных ЭВМ, — рас­чет с учетом зависимости теплофизических характеристик ме­талла от температуры. Достаточно обратиться к рис. 5.3 и 5.5, чтобы убедиться в том, что использование в расчетах средних значений ср, X и а, а также а (см. рис. 5.6) и Ь, зависящего от а, сопряжено со значительными неточностями, достигающими не­редко десятков процентов от результата. Качественно картина тепловых процессов, рассчитанных при переменных теплофизиче­ских свойствах, сохранится безусловно той же самой, что пред­ставлена в гл. 6 формулами, полученными при постоянных зна­чениях теплофизических коэффициентов. Количественные резуль­таты, получаемые по формулам, которые приведены в разд. II настоящего учебника, могут существенно отличаться от резуль­татов, которые получены экспериментально.

Из-за этого в инженерных расчетах вынужденно вводят высо­кие коэффициенты запаса, например, при определении скорос­тей охлаждения, длительности пребывания металла при высо­ких температурах, а также в других случаях чаще обращаются к экспериментальным данным. Расчеты с зависящими от тем­пературы теплофизическими характеристиками существенно сложнее, чем изложенные в настоящей главе, и могут выпол­няться только с помощью ЭВМ. В этом случае расчеты вы­полняют либо с использованием метода конечных элементов, либо с использованием метода сеток. Эти методы позволяют рассчитывать температурные поля для тел со сложным контуром, а также при движении источника теплоты по криволинейной траектории. Изложение указанных методов расчета выходит за рамки учебника.

ТЕОРИЯ сварочных процессов

Граничные условия

Чтобы решить дифференциальное уравнение теплопроводно­сти, необходимо задать распределение температур в начальный момент времени (начальное условие) и условия взаимодействия тела с окружающей средой на его границах (граничные условия). Начальное условие определяется …

Основные допущения и упрощения, принятые в классической теории распространения теплоты при сварке

На современном уровне развития математики аналитическое решение уравнения теплопроводности в общем виде (5.21) еще не найдено, однако при введении некоторых допущений и упрощений можно получить пригодные для практического использования ча­стные …

Дифференциальное уравнение теплопроводности

Сложный процесс изменения температуры точек тела с коор­динатами jc, у, z во времени t описывается дифференциальным уравнением теплопроводности. Для вывода этого уравнения необ­ходимо рассмотреть баланс теплоты в некотором элементарном объеме …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.