|
Читайте также: |
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторные работы по дисциплине " Ремонт и производство
сварных конструкций подвижного состава " охватывают основные вопросы, излагаемые в лекционном курсе.
Целью лабораторных работ является развитие у студентов навыков самостоятельной работы, оказание помощи студентам в усвоении и закреплении лекционного материала по наиболее сложным темам, связанным с напряжениями и деформациями при сварке. Кроме того,
лабораторные работы развивают навыки по обработке и обобщению
полученных экспериментальных данных знакомят с некоторым
оборудованием и измерительными приборами.
Зачет и экзамен проводятся при условии выполнения студентом
всех лабораторных работ, предусмотренных календарным планом.
При подготовке и выполнении лабораторных работ следует
пользоваться методическими разработками, а так же дополнительной литературой.
Подготовка к лабораторной работе выполняется студентами
предварительно и включает в себя ознакомление с теоретическими
сведениями, изложение основных физических принципов, запись
некоторых формул, подготовку необходимых графических материалов, зарисовку схем и т.д.
Заведующий кафедрой «ТСМИ»
д.т.н., профессор Н.Н. Воронин
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИЗУЧЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ СОБСТВЕННЫХ (ВНУТРЕННИХ)
ВРЕМЕННЫХ И ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Цель работы: ознакомиться с физической сущностью процесса образования собственных (внутренних) временных и распределения температур при
сварочном нагреве.
I. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
1.1 Начертить эскиз образца для проведения исследований, с указанием
размеров и диаграмму деформирования идеального упруго-пластического материала (s - e).
1.2.Описать процессы возникновения деформаций и напряжений в зонах А, Б и В образца при нагреве его средней зоны (А ) в условиях упругого и пластического деформирования. Объяснить физическую сущность образования остаточных деформаций и напряжений.
1.3. Нарисовать схему рычажного тензометра типа ТР и записать его технические характеристики и принцип работы, Зарисовать схему установки
тензометра на образец.
1.4. Записать формулы для определения перемещений по показаниям тензометров, относительных удлинений, напряжений и усилий на участках А, Б и В.
II. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИИ И ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ УПРУГОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ МАТЕРИАЛА ОБРАЗЦА В ЗОНЕ А
2.1. Измерение фактических размеров образцов и расчет площадей сечений образца:
ха = мм; ХБ = мм; ХВ = мм; d = мм.
fa = ха d = мм2; fБ = хБ d = мм2; fВ = хБ d = мм2
2.2. Результаты измерения температуры в точке установки термопары.
Начальная температура образца Т0 =
Таблица 1
| Время, с | |||||||||||||||||||||
| Температура в точке |
2.3. Построить термический цикл в точке установки термопары и определить максимальную температуру (Т mах) и скорость охлаждения в интервале температур Т mах - 200 °С (w0 °С / с).
|
Т mах = °С; w0 = °С / с
2.4. Результаты измерения перемещений, а также расчетов деформаций при нагреве зоны А образца.
Максимальная температура нагрева образца Т mах = °С
Таблица 2
| Номера тензометров | №1 | №2 |
| Начальные показания тензометра | а11 = | а21 = |
| Показания тензометра при Т max | а12 = | а22 = |
| Разность показаний тензометра | n1 = | n2 = |
| Перемещения на базе измерения D = n k (k = 10 -3) | D1 = | D2 = |
| Относительная деформация e = D/ l (l = 20 мм) | e1= | e2= |
| Средняя деформация на участках Б и В eср =(e1 + e2)/2 | eср = | |
| Напряжения на участках Б и В sБВ = eср Е | sБВ = | |
| Сила, действующая на участках Б и В Р бв = sБВ(F Б + F В) | Р бв = | |
| Напряжения на участке А sА = Р бв / F А | sА = | |
| Показания тензометров после охлаждения | а11 = | а21 = |
l - база тензометра равная 20 мм.
2.5 Построить эпюру напряжений в образце, нагретом до Т mах = °С.
2.6. Сделать выводы о распределении временных напряжений в зонах А, Б и В при температуре Т mах.
III. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИИ И ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ МАТЕРИАЛА ОБРАЗЦА В ПРОЦЕССЕ НАГРЕВА СВАРОЧНОЙ ДУГОЙ ЗОНЫ А
3.1. Измерение фактических размеров образцов и расчет площадей сечений образца:
ха = мм; ХБ = мм; ХВ = мм; d = мм.
fa = ха d = мм2; fБ = хБ d = мм2; fВ = хБ d = мм2
3.2. Параметры режима при наплавке шва в зоне А:
| Марка электрода – | Ток сварки – I св | А | |
| Диаметр электрода – | мм | Напряжение на дуге – U д | В |
| Время сварки – | с | Длина шва – | см |
| Скорость сварки – | см/с | ||
| Мощность сварочной дуги – q = h I св U д | Дж | ||
| Погонная энергия – q п = q / V св | Дж / см |
3.3. Расчет температуры в зоне А от действия сварочного источника теплоты.
Расчетное распределение температуры в поперечном сечении сварного шва определяется по модели линейного быстро движущегося источника тепла в пластине по формуле:
где:
Таблица 3
| q = Дж а = 1/ 0С | V св =см/с ср =Дж/см3 ОС | d = cм l= Дж/см ОС | t = с a =Дж/см2 ОС | |||||
| у | ||||||||
| Т | ||||||||
3.4. Распределение температур в зоне А в момент времени t = с.
3 5 Результаты измерений перемещений и расчетов деформации и напряжений.
Таблица 4
| Номера тензометров | №1 | №2 |
| Начальные показания тензометра | а11 = | а21 = |
| Показания тензометра после нагрева | а12 = | а22 = |
| Разность показаний тензометра | n1 = | n2 = |
| Перемещения на базе измерения D = n k (k = 10 -3) | D1 = | D2 = |
| Относительная деформация e = D/ l (l = 20 мм) | e1= | e2= |
| Средняя деформация на участках Б и В eср =(e1 + e2)/2 | eср = | |
| Напряжения на участках Б и В sБВ = eср Е | sБВ = |
l - база тензометра равная 20 мм.
Таблица 5
| Номера тензометров | №1 | №2 |
| Показания тензометра после охлаждения | ||
| Разность показаний тензометра | n1 = | n2 = |
| Перемещения на базе измерения D = n k (k = 10 -3) | D1 = | D2 = |
| Относительная деформация e = D/ l (l = 20 мм) | e1= | e2= |
| Средняя деформация на участках Б и В eср =(e1 + e2)/2 | eср = | |
| Напряжения на участках Б и В sБВ = eср Е | sБВ = | |
| Сила, действующая на участках Б и В Р бв = sБВ(F Б + F В) | Р бв = | |
| Остаточные напряжения на участке А sА = Р бв / F А | sА = |
l - база тензометра равная 20 мм.
3.6. Построить эпюры распределения временных и остаточных напряжений в пластине:
а) в момент достижения Т max б) остаточных напряжений
Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 545 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И МЕТОДЫ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ | | | II. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В ОБРАЗЦАХ |