ВПЛИВ ХАРАКТЕРУ НАВАНТАЖЕННЯ НА НАПРУЖЕНИЙ СТАН З'ЄДНАНЬ З М'ЯКИМ ПРОШАРКОМ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990212019187235Ключові слова:
зварні і паяні вузли, м'який прошарок, комп'ютерне моделювання, напружений стан, пружна стадія, спільне силове і термічне навантаженняАнотація
В роботі проведено моделювання напруженого стану (НС) методом кінцевих елементів з використанням програмного комплексу ANSYS в циліндричних вузлах з м'яким прошарком, що має модуль пружності менший ніж у основного металу в умовах силового і термічного навантаження. Досліджено вплив відносної товщини прошарку на формування НС. Проаналізовані поля та епюри розподілу нормальних (радіальних, осьових, окружних), дотичних та еквівалентних напружень, а також рівень максимальних і мінімальних напружень в різних ділянках стику. Встановлено, що при спільному навантаженні стисканням і зниженням температури (при охолодженні) рівень еквівалентних напружень вище в матеріалі з більшим температурним коефіцієнтом лінійного розширення (ТКЛР), при підвищенні температури - з меншим ТКЛР. У невеликій зоні основного металу поблизу зовнішньої поверхні у стику з прошарком і в самому прошарку виникає складне НС з радіальними, осьовими, окружними та дотичними напруженнями. Радіальні напруження на стику прошарок-матеріал з більшим ТКЛР мають стискаючий характер, а на стику прошарок-матеріал з меншим ТКЛР – розтягуючий. Осьові напруження різко зростають в матеріалі, що має більший ТКЛР і зменшується в матеріалі з меншим ТКЛР, через це вони переходять в розтягуючи напруження. Окружні та дотичні напруження лінійно зростають від нуля в центрі стику до максимуму на периферії. Еквівалентні напруження розподілені досить рівномірно практично вздовж усього стику. Характер розподілу мало залежить від товщини прошарку, однак рівень напружень змінюється при зменшенні відносної товщини прошарку. У разі збільшення відносної товщини прошарку еквівалентні напруження в ньому зростають, що сприяє активації процесів утворення з'єднання між матеріалами з різними ТКЛР при дифузійному зварюванні з м'яким прошарком.Посилання
Спеціальні способи зварювання : підручник / І. В. Крівцун, В. В. Квасницький, С. Ю. Максимов, Г. В. Єрмолаєв; за ред. Б. Є. Патона. – Миколаїв: НУК, 2017. – 348 с.
Паяння матеріалів : підручник / Г. В. Єрмолаєв, В. В. Квасницький, В. Ф. Квасницький, С. В. Максимова, В. В. Чигарьов. – Миколаїв : НУК, 2015. – 340 с.
Бакши, O. A. О напряженном состоянии пластичной прослойки при осесимметричной деформации / O. A. Бакши, JI. M. Качанов // Изв. АН СССР. Механика. – 1965. – № 2. – С. 134–137.
Бакши, O. A. О расчетной оценке прочности сварных соединений с мягкой прослойкой / O. A.Бакши, Р. З. Шрон // Сварочное производство. – 1971. – № 3. – C. 3–5.
Чигарёв, А. В. ANSYS для инженеров: Справ. пособие. / А. В. Чигарёв, А. С. Кравчук, А. Ф. Смалюк. – М. : Машиностроение-1, 2004. – 512 с.
Басов, К. А. ANSYS : справочник пользователя / К. А. Басов. – М. : ДМК Пресс, 2005. – 640 с.
Махненко, В. И. Особенности формирования напряженно-деформированного состояния соединений разнородных материалов, полученных диффузионной сваркой / В. И. Махненко, В. В. Квасницкий // Автоматическая сварка. – 2009. – № 8. – С. 11–16.
Effect of the Rigid interlayer Thickness on the stress-strain of metal-Graphite Assemblies Under Thermal Loading / G. V. Ermolaev, V. A. Martynenko, A. V. Labartkava, M. V. Matvienko // Strength of Materiale. – 2017. – Vol. 49, N 3, May. – P. 422–428.
Напряженное состояние сварных и паяных узлов из однородных материалов с мягкой прослойкой при осевой нагрузке / В. В. Квасницкий, В. Ф. Квасницкий, Dong Chunlin, М. В. Матвиенко, Г. В. Ермолаев // Автоматическая сварка. – 2018. – № 4. – С. 7–13. Пат. 81583 Україна, МПК В23К 20/14 (2006). Спосіб дифузійного зварювання матеріалів / Квасницький В. В., Матвієнко М. В., Єрмолаєв Г. В., Волошин В. Ю., Бугаєнко Б. В. ; заявник і патентовласник Нац. ун-т кораблебудування ім. адмірала Макарова. – № a200612253. – заявл. 21.11.2006; опубл. 10.01.2008, Бюл. № 1.
