Метод замены температурных полей

Предложена методика исследования и расчета предельных нагрузок неравномерно нагреваемых тонкостенных конструкций из КМ, в том числе и оболочечных, согласно которой влияние на прочность или устойчивость различных физико-химических явлений, возникающих в условиях неоднородного и нестационарного поля температур, оценивается по результатам испытаний фрагментов или образцов конструкций вместо традиционных образцов материалов. Она базируется на представлениях, вытекающих из законов термодинамики и механики твердого деформируемого тела. Расчет конструкции при различных режимах нагрева ведется с помощью ее обобщенной характеристики — функциональной зависимости между несущей способностью и распределением температур в стенке, определяемой при нестационарных режимах нагрева (метод замены температурных полей, метод преобразования обобщенных характеристик с помощью критериев теплового подобия) либо при изотермических состояниях (метод определяющей температуры). [c.11]

Метод замены температурных полей [c.37]

Рис. 1.3. К расчету предельных нагрузок с помощью метода замены температурных полей

Отметим, что при линейном законе изменения температуры наружной поверхности во времени распределение температур по толщине стенки в любой момент выражается гладкой функцией в ). При произвольных законах изменения температуры в во времени вид функции 0 ) может быть различным. Хороший результат метод замены температурных полей (с малой средней квадратичной погрешностью) дает при замене гладких монотонно возрастающих или убывающих функций, а также функций с точками перегиба на участке > кр- [c.45]

Отметим, что при любом методе приближения функций выбор кривых в — Fo) может осуществляться только в пределах тех чисел, при которых определялась обобщенная характеристика. Поэтому в случае необходимости этот диапазон чисел Pd может быть расширен с помощью метода замены температурных полей. Зависимости Кр о, Pd) в этом случае находятся расчетным путем. [c.46]

Как следует из табл. 1.3, для кривых типа II парабола, полученная точечным аппроксимированием функций, имеет отрицательные значения чисел Pd и Fo. Такие значения нельзя получить при линейном с течением времени нарастании температуры 9н, что ограничивает использование метода замены температурных полей. В то же время на метод определяющей температуры эти ограничения не накладываются. [c.69]

Экспериментальная проверка метода замены температурных полей [c.259]

Полученная в 6.2 обобщенная характеристика использовалась для расчета предельных нагрузок в случае осевого сжатия оболочек с толщиной стенки h = 4,4 мм, температура наружной поверхности которой изменялась с течением времени по закону (3.14). Расчет велся с помощью метода замены температурных полей. В качестве вспомогательных были использованы поля, полученные при линейном законе изменения температуры Г . Значения чисел Pd и Fo этих полей находились с помощью точечного квадратичного аппроксимирования действительных полей температур. Затем по номограмме (см. рис. 6.20) определялись числа Кр. При выборе вспомогательных полей в диапазоне чисел Fo, соответствующих моментам времени 50 т 75 с, удовлетворялись требования (4.13) и (4.14) гл. 1. [c.259]

Расчет предельных нагрузок оболочки вели с помощью метода замены температурных полей. При этом использовали обобщенную характеристику, полученную на панелях, которые при боль- [c.345]

Сущность метода заключается в том, что в дифференциальном уравнении производные искомой функции заменяются приближенными соотношениями между конечными разностями в отдельных узловых точках температурного поля. В результате такой замены получаем уравнение в конечных разностях, решение которого сводится к выполнению простых алгебраических операций. Расчетное соотношение приводится к виду, где будущая температура в рассматриваемой узловой точке является функцией времени, настоящей температуры в рассматриваемой точке и настоящей температуры в соседних точках. Такие уравнения составляются для всех узловых точек рассматриваемой области, включая и граничные. В результате получаем замкнутую систему алгебраических уравнений. Ввиду однотипности вычислений при решении такой системы представляется широкая возможность для использования современной вычислительной техники. [c.107]

Температурные поля, полученные при квазистационарных состояниях, могут быть также использованы при расчете предельных нагрузок с помощью рассматриваемого метода замены. При точечном квадратичном аппроксимировании функций в качестве аппроксимирующего полинома здесь будет полином, получаемый после преобразования правой части выражения (3.8). Он может быть представлен в виде [c.42]

Из изложенного видно, что метод термоиндикаторов имеет определенные достоинства. Он сравнительно прост и нагляден. Результаты опытов не зависят от электромагнитных полей и поэтому устройство для измерения не нуждается в защитных фильтрах и экранировании. Вместе с тем и этому способу свойственны недостатки. Температурное поле, состоящее из семейства изотерм, создается неодновременно, а со сдвигом во времени, необходимым для замены образца и термоиндикатора. Это поле отображает нагрев металла в радиальном сечении заготовки при неоднократном воздействии дуги (в рассматриваемых экспериментах образец совершал несколько оборотов вокруг своей оси), следовательно, распределение температур отличается от реального, возникающего в процессе ПМО. [c.52]

Как следует из выражения (3.18), определяющими критериями теплового подобия здесь являются Bi и Pd. Это означает, что для реализации метода замены температурных полей необходимо иметь обобщенные характеристики ifp(Fo/FoKp) для ряда [c.41]

Алгоритмы расчета предельных нагрузок при произвольных распределениях температур по толщине стенки. На основе метода определяющей температуры можно построить два алгоритма расчета предельных нагрузок образцов, находящихся в нестационарном поле температур. При первом из них, дающем удовлетворительные результаты в случае монотонно убывающих или монотонно возрастающих зависимостей 0( ), сначала в соответствии с методом замены температурных полей находятся коэффициенты А, В, С одного из аппроксимирующих полиномов (4.10), а затем по формулам (4.3) или (4.8) вычисляются значения температур и 0BH приближенного поля. Эти значения вместе со значением в р подставляются в формулу (3.16) или (3.11), и определяется обобщенное число Фурье. В соответствии с (3.11) оно принимается эквивалентным числу 0/0кр при изотермическом состоянии. Далее непосредственно из графика ХрД0/0кр) находится значение Kpf, которое согласно (6.25) также принимается эквивалентным значению Кр для приближенного поля температур. [c.60]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...