Файл: Талыпов Г.Б. Сварочные деформации и напряжения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 185

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Введем

обозначение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +

— = V-

 

 

 

(7.50)

Тогда

последнее

 

уравнение представится

 

 

 

 

d y _

 

[ < ' - - f - < 2 - v > ' - - Г

P v - 2 ) ' dt

 

 

 

У

t

t3-

 

 

 

( 3 Y - 2 ) ]

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

 

 

 

( 2 - у )

( З у - 2 )

 

2< +

1

 

 

 

exp

arctg

 

 

 

 

 

Y 2 - 2 Y +

-|-)

КЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

(7.51)

 

 

 

 

V (У—1)

 

 

( 2 - У )

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

У г - 2 у + - |

 

 

(у*-2у+4)

 

 

 

( З у - 2 )

 

(/*

+

* + 1)

 

 

 

 

 

 

 

где І

постоянная интегрирования.

 

 

 

 

 

С

Таким образом, задача решается в замкнутом виде для любого показателя упрочнения т [1163.

Попутно отметим, что формула (7.51) содержит все решения полярно-симметричной задачи плоского напряженного состояния при нелинейном упрочнении за исключением той, для которой

-Ю- = 1. Функцию Сху, определяемую соотношением (7.51), с до-

статочной для практики точностью можно аппроксимировать фор­ мулой

 

 

 

 

 

(7.52)

которая

позволит найти t

как функцию у

 

 

 

 

t = ф (у).

 

 

Тогда,

имея

в виду, что

dy

 

 

 

 

 

 

 

где х =

In г,

получим

* = ! + dx

 

 

 

 

 

 

 

У' = У ІФ (У) — 11,

 

т. е.

 

 

dy

+ С 2

(7.53)

 

 

ІП Г :

 

 

У [ф (</)-!]

Формула

(7.52) дает

 

 

 

j.

1 , СіУ

1 п



Подставив последнее в (7.53), получим

 

 

г*

=

С2

(х In Сгу

1),

 

где х =-р- Это

выражение

позволяет

определить функцию у

и, следовательно,

радиальное

напряжение:

 

 

С

=

ехр

[ p ( l

 

 

 

 

Or =

T

 

 

 

 

 

(7.54)

 

 

 

 

 

 

 

 

— exp Ш 1 -|--g-

 

При этом уравнение равновесия

даст

 

 

 

 

 

 

 

ехр

pi

+

(7.55)

 

 

 

 

 

 

Далее, имея в виду, что

 

 

 

 

 

 

 

2о>- 0

=

СХ С2

ехр

р 1 + •

 

е — о>

 

 

 

 

ехр

Р U + f r

 

из условия коаксиальности главных деформаций и приведенных напряжений

dur

 

иг

 

IF

 

Т

 

г 09

 

2cre аг

 

получим

 

 

 

dur

 

 

 

 

 

2/-*

 

откуда

 

Ся

 

 

 

 

(2г*

+

ЗС,)1'**'

 

 

 

.4-1

(7.56)

(ЗС2

+

1 + -

 

2г*)

 

Используем теперь полученные результаты для нашей задачи.

При действии равномерного радиального напряжения о0

в точ­

ках контура отверстия вокруг этого отверстия возникнет пласти­ ческая зона. Пусть, как и в предыдущем, Ь означает наружный радиус пластической зоны. Как показывает решение этой задачи

на основе

условия текучести Губера—Мизеса

(п. 30), радиус

пла­

стической

зоны Ь больше наружного радиуса

кольца а ^ г

d.


Поэтому в пластическом состоянии будет также находиться неко­

торое кольцо

исходного металла

шириной b — d. При os =

= 5340 кПсм1

внутренний диск г

а будет находиться в упругом

состоянии. Все величины, относящиеся к этому диску, в дальней­ шем будем отмечать цифрой 0 в скобках (например, ст£0)). Кольца a ^ r ^ d n d ^ r ^ b будут находиться в упруго-пластическом состоянии и все величины, относящиеся к ним, будем соответ­ ственно отмечать цифрами 1 и 2 в скобках (например, а*1 ', СІ1 ', Cil), Cil), o(r2), C{2), Cl 2 ) , C3 2 ) и т. д.). Внешняя часть листа r^b будет находиться в упругом состоянии и все величины, относя­ щиеся к ней, будем отмечать цифрой 3 в скобках (например, С{3) и т. д.). Причем легко установить, что радиальное смещение и со­ ставляющие напряжения в этой упругой зоне определяются фор­ мулами:

«<3) = С<3>

 

а<3> =

 

-

С<3

 

 

(7.57)

„(3)

_

 

С<3

 

 

 

В выражениях радиальных смещений и составляющих напряже­ ний двух упруго-пластических зон и одной наружной упругой зоны будут содержаться семь произвольных постоянных. Для их определения можно использовать следующие условия:

о*Х) (а) = o-0; o?)(d) =-o?\d)

o f V ) u{rl){d) = u(2){d)

а<2 ) (6) = o f > (b)

оі 2 ) (6)« o(e3) (&); 42\b) = u?\b).

В развернутом виде эти условия в соответствии с формулами (7.54)—(7.57) запишутся:

d

МЇЇ е х Р

С<х> ехр Pi 1


сі1» ехр Рі 1 + с?

 

 

' / 2+4тІ|ехр

Р, 1 +

с<2>

 

С<2>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.(2)

 

 

 

ехр

р2

1

 

 

С<3

2

 

и 2

'(1

+

С<>

 

 

 

 

 

2 + - 7 2 Г

ехр

р2 1

 

С<3

е|2'

(1 + Ц) Ь 2 '

С<2>

 

4 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С<3>

 

 

 

(26*2

+

3 C f ' ) ' / 2

Р г

 

Решение этой системы будет:

сі-= ч> [-».(ІГ(-З-)"'] і

MX) _

(1 + И ) сто^/;

V* (Pi—Р»)

X

С 3

_

 

^ = і ^ - р { - з Р і ( 4 ) - [ ( ^ Ч ^ - і ] } ;

 

= -

4 - ft";

Сі2>

(1 + ц)ст0&

+

аЕ

 

+ 3 Р"[(4Г-»]};

При этом для компонентов напряжения и радиальной деформации в отдельных зонах будем иметь:

a sS-r s^d: