Поиск по всему репозиторию:

Моделирование тепловых процессов в полупространстве при нагреве движущимся источником с равномерно распределенным тепловым потоком

Thumbnail
Открыть/скачать файлы документа
Автор
Дата издания
2023
Издательство
Выдавецкі дом «Беларуская навука»
УДК
539.3
Библиографическое описание
Веремейчик, А. И. Моделирование тепловых процессов в полупространстве при нагреве движущимся источником с равномерно распределенным тепловым потоком / А. И. Веремейчик, Б. Г. Холодарь. – Текст : непосредственный // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-тэхнічных навук. – 2023. – Т. 68, № 4. – С. 318–330. – Библиография: 18 назв.
Аннотация
Методом приложения мгновенных точечных источников получено решение задачи теплопроводности при поверхностном нагреве тела в форме полупространства движущимся с постоянной скоростью по прямолинейной траектории равномерно распределенным высококонцентрированным тепловым потоком с различной формой пятна нагрева при постоянных теплофизических характеристиках материала. Исследовано влияние режимов температурного нагружения и формы пятна нагрева на тепловые процессы в зоне термического влияния. Построены поверхности и линии уровня температуры для различных моментов времени и скоростных режимов нагружения в разных плоскостях зоны нагрева. Приведены зависимости от времени температур, скоростей нагрева и охлаждения для точек тела. Недостатки используемых методов линейной теплопроводности, отсутствие прямого учета в расчетной схеме зоны поверхностного расплава материала не позволяют достоверно оценивать влияние режимов термообработки на изменение свойств материала, ориентируясь только на уровень максимальной расчетной температуры. В связи с этим структурообразование металла в зоне теплового воздействия предложено связывать с тепловым импульсом, то есть полной тепловой энергией, воспринятой материалом в данной точке тела, а также с введенным в рассмотрение эффективным импульсом структуризации, характеризующим энергию, затрачиваемую на процесс структурных превращений материала, и временем структуризации в точке и некотором объеме тела. Представлены зависимости этих величин от скорости движения и формы пятна нагрева. Рассмотренные подходы могут быть применены к различным металлам и сплавам. Результаты исследований могут использоваться для разработки более эффективных методик определения оптимальных режимов поверхностного упрочнения металлоизделий высокоэнергетическим источником.
Аннотация на другом языке
Using the method of applying instantaneous point sources, a solution was obtained to the problem of heat conduction during surface heating of a body in the form of a half-space by a uniformly distributed highly concentrated heat flux moving at a constant speed along a rectilinear trajectory with a different shape of the heating spot at constant thermophysical characteristics of the material. The effect of temperature loading modes and the shape of the heating spot on thermal processes in the heat-affected zone is studied. The surfaces and lines of the temperature level are constructed for different moments of time and speed loading modes in different planes of the heating zone. Time dependences of temperatures, heating and cooling rates for body points are given. The shortcomings of the methods used for linear thermal conductivity, the lack of direct consideration in the design scheme of the surface melt zone of the material do not allow one to reliably assess the effect of heat treatment modes on changes in material properties, focusing only on the level of the maximum design temperature. In this regard, the structure formation of metal in the zone of thermal action is proposed to be associated with a thermal impulse, i.e. the total thermal energy perceived by the material at a given point of the body, as well as with the effective structurization impulse introduced into consideration, which characterizes the energy spent on the process of structural transformations of the material, and the structurization time at a point and some volume of the body. The dependencies of these values on the speed of movement and the shape of the heating spot are presented. The considered approaches can be applied to various metals and alloys. The research results can be used to develop more effective methods for determining the optimal modes of surface hardening of metal products with a high-energy source.
URI документа
https://rep.bstu.by/handle/data/46259
Документ расположен в коллекции