Витражные изделия в технике "Тиффани" являются прекрасным украшением квартиры. Можно ли их сделать самому? Да, конечно!
узнать подробности >>
Камин - украшение загородного дома, печь-каменка - основа русской бани. Можно ли их построить самому? Что для этого нужно? Читаем!
узнать подробности >>
Хотите превратить свой дачный участок в неповторимый уголок отдыха? Тогда воспользуйтесь нашими советами!
узнать подробности >>
Если вам знакомо такое понятие, как стяжка, то вы наверняка разбираетесь и в том, что такое сухая бетонная смесь, ибо эти два понятия традиционно идут в одной строительной упряжке. Не будем замалчивать о недостатках...
прочитать полностью >>
Неправильно рассчитанная нами стратегия поиска радиатора отопления может привести только к одному: разочарованию. Радиатор в итоге будет выбран далеко не тот, что нам требуется, и он не преминет доказать нам не раз на практике то, что мы – довольно никчемные теоретики.
прочитать полностью >>
Малярные кисти могут быть различной формы, имеют разный тип щетины и изготовлены из разнообразного материала. Различия кистей по форме и остальным параметрам далеко не случайны. Каждый тип кистей предназначается для проведения определенного типа малярных работ...
прочитать полностью >>
Каждый вид обоев, по сути, приверженец и защитник своего особого стиля. Кожаные обои – сторонник стилистики, которую иначе, как настенный престиж и шик, не назовешь. Недаром у истоков «моделирования» кожаных обоев стоят не кто иные, как всем известные, пусть даже понаслышке, несгибаемые крестоносцы.
прочитать полностью >>
Облицовка кафельной плиткой – самый практичный и удобный способ оформления интерьера ванных комнат, а также рабочих поверхностей кухонь. Современный дизайн кафельной плитки позволяет выбрать свой стиль: классический или кантри, хай-тек или под старину...
прочитать полностью >>
Лаки всякие нужны, лаки всякие важны. Но основное правило выбора лака забывать не следует: сначала тщательно знакомимся с характеристиками данного лака, а затем уже приступаем непосредственно к лакированию...
прочитать полностью >>
Керамическая плитка не просто модный декоративный материал - это долговечность красоты в сочетании с гигиеничностью многих помещений, например, кухни, прихожей, коридора, ванной комнаты, холла...
прочитать полностью >>

Главная >> Литература по ремонту и строительству >>

Напряжения, возникающие при нагреве пятна


При равномерном нагреве и охлаждении стержня имеет место линейное напряженное состояние, т. е. напряжения возникают только в одном направлении - по оси стержня. При местном неравномерном нагреве листов и тем более массивных элементов большой толщины возникают два или три компонента напряжений, т. е. имеется плоское или объемное напряженное состояние.
Характерным случаем, при котором возникает плоское напряженное состояние, является прогрев и охлаждение пятна в центре жесткой пластины. Представим себе достаточно толстую пластину, не теряющую устойчивости при развитии в ней внутренних напряжений.
Сосредоточенным источником нагрева будем нагревать в центре пластины круглое пятно. Условно предположим, что теплопередача от нагретой зоны к холодной отсутствует, а вся площадь пятна нагрета равномерно до Т°. При нагревании в пятне будут возникать напряжения сжатия. С возникновением радиальных сжимающих напряжений пятно начнет увеличиваться по толщине. Когда радиальные напряжения достигнут предела текучести, дальнейшее утолщение будет иметь упругопластический характер.
При охлаждении пятна напряжения сжатия будут уменьшаться.
Если рассматривать зону пластины за границами нагревавшегося пятна, легко увидеть, что и в ней имеются растягивающие радиальные напряжения. По мере удаления от пятна эти напряжения угасают. Наряду с радиальными нормальными напряжениями как в пятне, так и вокруг него действуют еще нормальные напряжения, направленные тангенциально, т. е. действующие перпендикулярно радиусу.
О наличии высоких растягивающих радиальных напряжений вокруг нагревавшегося пятна пластины после его охлаждения можно судить по следующим наблюдениям. К плоскости нагревавшейся и остывшей пластины приложим «на ребро» стальную линейку. Линейка плотно прижмется к зоне пятна, так как пластина имеет здесь утолщение, а вокруг пятна будет заметен небольшой зазор, убывающий к периферии. Возникновение этого зазора свидетельствует о том, что металл подвергается растяжению. Величина растягивающих напряжений убывает по мере удаления от нагревавшейся зоны.
Сжимающие тангенциальные напряжения действуют по всему кольцу вокруг активного пятна и также убывают по мере удаления от его границ. В пределах нагревавшегося пятна тангенциальные напряжения будут растягивающими и равными пределу текучести. За пределами активного пятна тангенциальные напряжения изменят свой знак. Известно, что наибольшие напряжения, направленные по главной нормали, вдвое превышают наибольшие действующие там же касательные напряжения.
Проявление тангенциальных сжимающих напряжений вокруг нагретого пятна может быть иллюстрировано на примере приварки фланца или патрубка к тонкому листу. При охлаждении кольцевого шва вокруг патрубка лист стягивается и под влиянием сжимающих тангенциальных напряжений теряет устойчивость; на нем появляются волны.
Следовательно, внешнего формоизменения нагреваемой пластины происходить не будет, если она имеет достаточно большие размеры и такую толщину, при которой исключается потеря устойчивости. Однако, если нагревавшийся лист имел выпуклость или вогнутость, то они под влиянием радиальных растягивающих усилий при охлаждении будут уменьшаться. Этот прием часто используют для устранения выпучивания и неровностей на тонколистовых конструкциях, нагревая их местными пятнами при помощи газовой горелки. Для усиления стягивающего действия пятна при правке этим методом иногда одновременно с нагревом применяют охлаждение водой зон, окружающих пятно. Вследствие концентрации тепла и более резкого температурного перепада стягивающее действие усиливается за счет более значительного утолщения листа, т. е. «подсадки» (пластической деформации сжатия) в зоне пятна. Следует, однако, иметь в виду, что при плоском напряженном состоянии, которое имеет место в зоне пятна, пластические деформации металла затруднены. Металл становится более хрупким, предел текучести повышается; в результате иногда в нагретом пятне могут появиться трещины. Они особенно вероятны, если правке подвергается материал с повышенным содержанием углерода или если при правке имеет место перегрев, сопровождающийся ростом зерна и соответствующим дополнительным снижением пластических свойств металла.
От рассмотрения единичного пятна легко перейти к случаю наплавки валика. Процесс наложения валика на пластину представляет собой последовательное прогревание серии пятен, расположенных одно за другим.
В каждом пятне при его охлаждении, (если нагрев был достаточно высоким) постепенно возникают значительные растягивающие поперечные остаточные напряжения.
Несколько иначе образуются продольные напряжения, т. е. действующие по линии перемещения пятен, на которой находится следующее очередное нагреваемое пятно. Материал очередного пятна расширяется и таким образом сокращение одного из них компенсируется расширением другого. В результате продольные напряжения возникают позднее, чем поперечные. Только когда на линии прогрева будет уже несколько рядом расположенных остывающих пятен, в них начнут проявляться продольные напряжения, стягивающие полосу и постепенно возрастающие до величины, близкой к пределу текучести.
В результате действия продольных и поперечных стягивающих усилий полоса после окончания нагрева получит некоторое формоизменение: она станет несколько короче и уже; кромки ее, строго говоря, не будут вполне прямолинейными. Величины продольного и поперечного сокращений зависят от ряда факторов - размеров полосы, степени и скорости прогрева и т. д.
При наложении сварного шва на элемент или конструкцию всегда имеет место такое же стягивание, которое и вызывает изменение формы и возникновение сварочных напряжений после охлаждения.


Популярные статьи


   Выбор умывальника для квартиры
Один из важных элементов интерьера ванной комнаты является умывальник. Выбирая его, следует обращать внимание не только на цвет, форму и общую эстетическую привлекательность, но и на практические характеристики, касающиеся монтажа, удобства в пользовании, и доступности в обслуживании. Остановимся на практических характеристиках...
прочитать полностью >>
   Выбираем деревоалюминиевые окна
Дерево - великолепный материал для окон, но дереву необходима защита, ведь само себя оно защитить не сможет, - в отличие от алюминия. Напротив, алюминий не способен аккумулировать жизненно важное тепло «охраняемой» им территории, почему и хорош лишь с точки зрения банальной лоджии или зимнего сада.
прочитать полностью >>
   Стеклоблоки - элитный материал
Декоративный стеклоблок внешне нередко мало отличим от самого хрусталя, и вы вряд ли ошибетесь, избрав столь художественно продуманный стройматериал дизайнерски просчитанной деталью внутреннего интерьера. Появились целые коллекции художественно окрашенного стеклоблока, и не только однотонные...
прочитать полностью >>
   Потолок - украшение дома
Недостатки потолка практически невозможно скрыть, ведь там нет мебели и ковров. Существует огромное количество видов отделки потолка, которые способны удовлетворить не только требования наиболее щепетильного клиента, но и внести определенную изюминку в интерьер Вашей квартиры...
прочитать полностью >>


В настоящее время в качестве альтернативы стандартным окнам строительные компании предлагают так называемые евроокна. Деревянные евроокна намного лучше стандартных по своим качествам и отличаются от пластиковых окон определенными особенностями.
прочитать полностью >>
У краски несколько характеристик. Недостаточно определить только цвет – за ним по цепочке следует глянцево-матовая вариация и возможный блеск краски. Разные пигменты способны по-разному воздействовать на краску...
прочитать полностью >>
Эта мастика настолько удачно работает над такими проблемными местами, как оконные проемы с наслоившейся на них монтажной пеной, что ранее популярный силикон уже давно уступил полиуретановой мастике первое место в рейтинге герметиков.
прочитать полностью >>
Подвесной потолок – это система, состоящая из металлического каркаса, который прикреплен к перекрытию, а к нему крепятся уже готовые модульные элементы, создающие плоскость потолка. Приведем ряд преимуществ данной потолочной конструкции.
прочитать полностью >>
Одним из самых популярных среди мастеров инструментов является электролобзик. Ценится он за свою универсальность и простоту в эксплуатации. Электролобзик предназначается для выполнения фигурной, продольной и поперечной резки разного материала.
прочитать полностью >>
Во времена постоянного отключения горячей воды именно водонагреватель стал самым востребованным и незаменимым бытовым прибором. Сегодня производители выпускают множество моделей водонагревателей...
прочитать полностью >>
Как правильно выполнить монтаж электропроводки? Как подключить кондиционер? Какие выбрать провода? Узнайте об этом!
узнать подробности >>
Хотите сделать перепланировку квартиры? Не знаете, какие документы для этого нужны и где их оформить? Мы расскажем Вам об этом!
узнать подробности >>
У Вас есть дача или загородный дом? Или Вы еще выбираете, какой дом лучше? Тогда несколько полезных советов для Вас!
узнать подробности >>

   При цитировании материалов сайта "Сделаем сами.Ру" гиперссылка обязательна