Файл: Вопросы конструирования и технологии производства сельскохозяйственных машин материалы городской конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию образования СССР сборник статей..pdf

Скачать файл (6,52Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.07.2024

Просмотров: 117

Скачиваний: 0

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

В результате	замены переменных	Я	=	е
В результате	замены переменных		=	у и необ-
ходнмых преобразований высражения (2 )		перепшпем:
8 (x y ;i;t)	=- 2j>c a- %%
+f+оо (т-х) у	Г ?			(3 )
+f+оо (т-х) у	Г ?
• i f * - ? -			dx'dy'.
-Г-

Нагрев объекта движущимся источником является кпааистационарным процессом. Поэтому при интеграл, за ключенный в квадратные скобки в выражении (з), равен

•2^T.£-J—I . Следовательно, ,

			+$	■уоо
В(х;у;г)	_	9	х -х ‘	е'1УаН	-dif\dx\	(4)
В(х;у;г)		^саж	е 2а '		-dif\dx\

-У

Внутренний интеграл этого уравнения является с точность» до коэффициента интегральной формой Бесселевой функции 2—го рода нулевого порядка от мнимого аргумента

После подстановки его в выражение (4 ) получаем формулу для вычисления температурного поля при поверхностном м гре- ве тела движущимся источником конечных размеров потвнрние и бесконечного по длине

№'*£***№Jdx>. (*>

Дпя удобства численного интегрирования на ЭВМ перепи

шемтхвыражениегг ~(5) в безразмерных координатах. Обозначим

_v .

, тогда интеграл выражении (б )

имеет вид;


У	+Z*]dz' ■
Произведем замену переменных		1~~jc) ~ ff

Сдедоватепьно:

при

=X (f+x);

при		ff =x(f-l) ;
при	otx'=-y-df
		У1
Эти преобразования приводят интеграл к виду:
хв4 ) ,	Г	.

* mf , е * [ ( £ ' Z j * ] f

n(i4)

J л

Обозначим

’

тогш XV4

~ ~

л :

2 а

)*X*B;

Х(/-£)~Х-в

С учетом принятых

обозначений имеем:

х+в

(б)

л-В

„

Имел в виду, что

f>CQ &/( -

коэффициенту теплопровод-!

ноети, и принкмая_в качестве

Sеаразмерштго

критерия: тем

пературы

s дтзх

координаты

? глуби

ны - £ = - 4 -

^ ^ с к о р о с т и

0, я

получаем урав

нении температурного поля,

удобное дпя

машннно! о счета г

(?)

Решение уравнения предполагает равномерное распределе ние теплового потока по ширине закалочного наконечника.

Расчет температурных попей осуществлялся на ЭВМ 'Минск-22'. При этом для нагрева стали марки 40Х ограниче ние безразмерных критериев производилось на основе отож дествления нормального распределения теплового потока ис точника с равномерным по ширине 2 8,

Линейная эффективная мощность полосового источника С нормальным распределением теплового потока составляет/"8]

ъ - ъ * 1 / Т ,

где <2.	-	наибольший удельный тепловой поток, соответ
к'		ствующий оси пламени;
	-	коэффициент сосредоточенности.
С учетом того, что тепловой Ьоток распределен равномер
но и характеризуется удельной эффективной мощностью			,

из условия эквивалентности нормально распределенного и рав номерного тепловых потоков можно записать:

		К'	2 S = - f f i ■
	Значение	К'	определяется экспериментально по мето
дике работ/"4,5]			и составляет 0,35 см-2 . Отсюда 2 8 '■Зсм.
Для	принято^ стали коэффициент температуропроводности
а «	0,2*10	м2/сек. Скорость перемещения объекта варьиро

валась в пределах 80-200 мм/мин. С учетом указанных характеп ис*гик были приняты граннпы безразмерных критериев

X ш-2,0 - +2,0 Z ш0-3, В » 0,28-0,74 и построен*: тем пературные поля как в безразмерных координатах, так и * координатах В~Х.

Полученные результаты экспериментально Проверялись путем измерения температуры образца по сечению при помощи термопар, а на поверхности с использованием бесконтактного

датчика - фотодиода /в/. При этом варьировались скор ост*, перемещения образца и расход топлива. На рис. 2 в качестве

8а

Ptfc. 2. Экспериментальные и теоретические кривые нагрева

примера представлены экспериментальные и теоретические кривые нагрева образца, движущегося со скоростью 100 мм/мин относительно олчорядной горелки с числом сопел 13,.диаметром Сопла 1,3 мм с шагом между ними 3 мм при расходе топпива ( природного газа) 1200 п/ч см, Для принятых условий по

данным работы я л	количество теп па,	.введенного в	объект
составляет 7800 Дж,	что соответствует	^ ” 0,086	Дж/M^ct

Как видно теоретически и экспериментально, выявляется смешение на величину порядка 10 мм максимального аначения температуры на поверхности и глубине в направлении скорости движения образца. Относительная погрешность теоретического значения максимальной температуры не превышает 6,8%. На границе зоны нагрева ( = -16 мм) наблюдается наибольшая погрешность, достигающая 80%, что обусловливается допушени ями, принятыми при выводе уравнений и расчете температурно го поли.

Поскольку максимальное значение температуры в основном определяет структурно-фазовое состояние стали и чугуна, нз выявленных закономерностей вытекает принципиальная возмож ность оценки предзакапочного строения сцпава по теоретичес ким кривым нагрева. Однако последние выведены без учета активного стока тепла, который наблюдается при одновремен ном нагреве и спрейерном охлаждении в процессе закалки не прерывно-последовательным методом.

Экспериментально установлен», что кривые нагрева за счел активного стока тепла, обусловленного работой спрейера, де формируются, а максимальное значение температуры снижается. Однако можно поднять температуру до уровня, свойственного нагреву без охлаждения, путем увеличения расхода топлива или уменьшения скорости перемещения объекта относительно зака лочного наконечника.

В первом случае увеличивается скорость нагрева в области температур превращений (рис. 3,а), что может сказаться на качестве термообработки. Во втором случае (рис. 8,б) скорость нагрева материала практически не изменяется. Поэтому спо соб компенсации активного стоке, тепла путем изменения ско рости движения объекта следует считать более предпочтитель ным.

Анализ экспериментальных данных показал, что величина коэффициента Щ ~ , корректирующего скорость переме щения издепйя при нагреве с параллельным охлаждением, уменьшается со снижением поверхностной температуры в дна-

вс

Ю01

1 1 {

—£r-/M fW oi

—Сг-MOj^

. _i___ . же

—г

гi/ А/ *

/1А' /

1 1

У*23бтфш

. 7mJ1? -