Моделирование кинетики напряжений и деформаций с учетом низкотемпературных фазовых превращений при лазерной обработке металлов

• Автор: Павлова, Наталья Олеговна
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Особенности распределения сварочных напряжений и деформаций при лазерной обработке металлов
1.2. Анализ существующих методов расчета микроструктуры при многократном нагреве и охлаждении
1.3. Анализ существующих моделей расчета свойств металла
в температурном интервале фазовых превращений
1.4. Анализ существующих методов учета фазовых превращений при расчете напряжений и деформаций
1.5. Цель и задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РЕШЕНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ
2.1. Описание принятых физических и математических моделей
2.2. Разработка метода расчета свойств металла в температурном диапазоне фазовых превращений
2.3. Уравнения связи напряжений и деформаций с учетом фазовых превращений
2.4. Алгоритм решения термомеханической задачи
3. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА РАСЧЕТА НАПРЯЖЕНИЙ И
ДЕФОРМАЦИЙ
3.1. Разработка программы решения температурной,
металлографической и механической задачи с учетом

фазовых превращений (на базе существующей компьютерной программы)
3.2. Сравнение результатов расчета тестовых задач с
экспериментальными данными и существующими решениями
3.3. Точность решения
4. АНАЛИЗ ВРЕМЕННЫХ И ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
И ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ
4.1. Влияние фазовых превращений на кинетику напряжений
и деформаций
4.2. Влияние жесткости конструкции на остаточные
деформации
4.3. Влияние режима лазерной обработки на остаточные
продольные, поперечные и угловые деформации
4.4. Сравнение вариантов сварки разнородных соединений
4.5. Лазерная гибка
4.6. Рекомендации понижения остаточных напряжений и
деформаций при лазерной сварке и повышения угловых деформаций при лазерной гибке
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ОБОЗНАЧЕНИЯ
А0 начальная доля аустенита при охлаждении
АС1 и Асз температуры начала и конца а-у превращения, К а коэффициент температуропроводности, м2/с
Ь коэффициент поверхностной температуроотдачи, с'1
В ширина, мм
Су кривизна относительно оси х, 1/мм
ср объемная теплоемкость, Дж/(м3-К)
Е модуль Юнга, МПа
Еус усадочная сила, Н
в модуль сдвига, МПа
К коэффициент объемного сжатия, мм2/Н
К( коэффициент, связывающий приращения пластических
деформаций фазовых превращений с напряжениями, мм2/Н
Ь длина, мм
1Х, 1у, 12 направляющие косинусы вектора нормали к поверхности
М8 температура начала мартенситного превращения, К
Р[ мощность лазерного луча, Вт
р степень превращения
реч равновесная степень превращения
Я мощность источника теплоты, Вт
Яг плотность теплового потока, Вт/мм2
Яз объемная плотность мощности источника, Вт/мм3
Яе(Г эффективная мощность источника теплоты, Вт
яЛге погонная энергия на единицу длины шва, Дж/мм2
г0 радиус лазерного луча, мм
Я радиус кривизны, 1/мм
э толщина тела, мм
Бу девиатор напряжений, Па

Рис. 3.1 Укрупненная блок-схема решения температурной задачи