Термонапряженное состояние полой цилиндрической оболочки с жидкой затвердевающей сердцевиной

• Автор: Барсегян, Размик Нагапетович
• Шифр специальности: 01.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ереван
• Количество страниц: 156 c. : ил

Глава I. Состояние вопроса
Глава II. Деформативные характеристики углеродистых
сталей при высоких температурах
Глава III. Напряженное состояние корки непрерывного
слитка в зоне вторичного охлаждения
3.1. Напряженное-деформированное состояние
оболочки в упругой постановке
3.2. Напряженно-деформированное состояние оболочки
с учетом ползучести
3.3. Анализ результатов
Глава IV. Напряженно-деформированное состояние вершины
трещины
4.1. Плоская задача термоупругости неоднородной
изотропной среды
4.2. Термоупругая задача полосы
4.3. Внутренняя трещина
4.4. Наружная трещина
4.5. Влияние нормального усилия и изгибающего
момента на коэффициент интенсивности напряжений
Заключение
Литература
Приложения

Одной из характерных особенностей современного развития ме-

таллургической промышленности является значительный рост произвол-ства стали путем непрерывной разливки. Использование непрерывной технологии приводит к экономии капиталовложений, снижению энергозатрат, улучшению качества получаемой продукции и условий труда.
По предварительным подсчетам Международного института чугуна и стали, в ближайшем будущем весь прирост мирового производства стальной заготовки произойдет за счет развития непрерывной разливки.
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года, утвержденными ХХУ1 съездом КПСС, предусмотрено к 1985 году довести ежегодный объем стали, разливаемой непрерывным способом, до 35-37 млн. тонн.
Однако, несмотря на большие достижения в разработке, исследовании и внедрении в производство машин непрерывной разливки стали, существует еще много неопределенных проблем, без серьезного решения которых нельзя оптимизировать некоторые конструктивные параметры машины (расстояние между роликами, неточность установки роликовых пар, жесткость направляющего аппарата), а также выбирать технологические параметры (скорость разливки, интенсивность охлаждения в зоне вторичного охлаждения (ЗВи), температура разливаемого жидкого металла и т.д.), обеспечивающие получение качественной продукции.
Непрерывнолитой слиток можно идентифицировать с цилиндрической оболочкой прямоугольного сечения с постепенно затвердевающей сердцевиной. Исследование напряженно-деформированного состояния корки заготовки сводится к определению температурных и силовых воздействий на пространственную тонкостенную конструкцию в виде цилиндрической оболочки. В дальнейшем оболочка для удобства ис-

пользования результатов работы специалистами-металлургами и машиностроителями в области непрерывной разливки будет называться непрерывнолитым слитном или слябом.
В связи с широким применением непрерывной технологии разливки стали решение вышеупомянутых вопросов, связанных как с технологией, так и с конструкцией МНЛЗ, бесспорно, очень актуально.
В настоящей работе выявлена степень влияния указанных конструктивных и технологических факторов на напряженно-деформированное состояние корки затвердевающего слитка, определяющее его качество.
Первая глава работы состоит из трех разделов.
В первом разделе сделан обзор исследований, в которых выявлена роль основных факторов, влияющих на трещинообразование в слитке.
Во втором разделе рассмотрены работы, в которых проанализировано напряженно-деформированное состояние корки затвердевающего слитка в ЗВО при ролико-форсуночном охлаждении. Сделан сравнительный анализ расчетных моделей.
В последнем разделе приводится краткий обзор работ, посвященных определению напряженного состояния у вершины трещины.
Во второй главе, используя существующие зависимости упругих характеристик углеродистых сталей от температуры, предложена эмпирическая зависимость для модуля упругости, учитывающая влияние как температуры, так и концентрации углерода в стали на модуль упругости. Также предложена функциональная зависимость между напряжениями и деформациями с учетом высокотемпературной ползучести.
В третьей главе определяется напряженно-деформированное состояние оболочки. Рассматривается вышеупомянутая задача в упру-ной постановке и с учетом ползучести. Постановка задачи дает воз-

яй>_ еі°°Ч-о е^0' , , чі
' * " о^Л^Гехрі'-р(і-ь)] +
ехр -Р С± ~г)] с/т:
' ё* +т) Єч>
,0-1>!) К, (Є/с)
- б!'"1 (б^-0)2 К,(в)
(3-24)
Представляя полные деформации и скорости деформаций в виде суммы
е* = ё* е* = £х + г
(3-25)
вц) - 6»р+ЭЦ2
+ 2 <ЭХ^> = ёх^>+
и для упрощения дальнейших математических выкладок принимая Н/1

-н/2
КЛ9,і)
-в VI
(3-26)
получаем окончательные соотношения между деформациями срединной поверхности и усилиями, а также изменениями кривизны и моментами.
м* = Ъв(Ъ1)(&к -и &*)- кі^ ид)
- [[(&, + «&,,) ЭЪДЬт) +ыдк,х)]с(х
К[ц) = Х)^ С ^ £>*) ~ Мх -- $ [(£„+ ■?£*) ЭГ^т) + ^ (1гф
Ь о