Ung suat va bien dang khi han

Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG HÀN 1.1_ Giíi thiƯu lý thut ứng suất v biến dạng hn 1.2_Phân loại ứng suất v biến dạng hn 1.3_Tìm hiểu số nguyên nhân gây ứng suất v biến dạng hn 1.4_Giới thiệu trờng nhiƯt ®é hμn 1.1 Lý thut øng st vμ biến dạng hn v ý nghĩa ã Khi hn: phần tử kết cấu hn bị nung không đồng tới nhiệt độ cao gây nên ứng suất v biến dạng ã Tuỳ theo mức độ truyền nhiệt v cân nhiệt độ, xảy thay đổi ứng suất v biến dạng cách liên tục điểm khác chi tiết đợc hn (nói cách khác: thay đổi tr−êng øng st vμ biÕn d¹ng) So víi tr−êng nhiƯt độ, trờng ứng suất v biến dạng không hon ton sau hn, tức l trình hình thnh ứng suất v biến dạng l trình đảo ngợc đợc(ta gọi l ứng suất v biến dạng lại vật hn sau hμn lμ øng suÊt vμ biÕn d¹ng d−) ã ý nghĩa việc nghiên cứu trình hình thnh ứng suất v biến dạng hn 1.Để đánh giá xác suất có vết nứt chế tạo kết cấu 2.Để xác định trờng ứng suất d nhằm đánh giá khả lm việc kết cấu (liên quan đến độ bền công nghệ) 3.Để giải vấn đề liên quan đến độ xác chế tạo kết cấu hn (tơng đơng độ bền sử dụng) ã Các vấn đề nói hỏi có cách tiếp cận khác ã ad1: Phải phân tích tợng vïng nhiƯt ®é cao xung quanh ngn nhiƯt hμn Điều ny đòi hỏi cách đặt vấn đề cách tổng quát v phức tạp ã ad2: Để xác định trờng ứng suất v biến dạng d, xem xét trình nung hn ngời ta đa giả thiết đơn giản hoá nguồn nhiệt hn v tính chất kim loại (lý tởng hoá chúng) ã ad3: Các sơ đồ tính toán đợc đơn giản hoá (Ví dụ: bỏ qua đăc trng trạng thái ứng suất bắt đầu vμ kÕt thóc mèi hμn nÕu nã ®đ dμi) ⇒ nội dung chủ yếu m ta đề cập tới ã Vấn đề biến dạng d ảnh hởng tiêu cực đến trình chế tạo kết cấu v chất lợng Trong nhiều trờng hợp, ta phải khử (loại bỏ) thông qua nhiều biện pháp nh: - Có qui trình công nghệ lắp ghép v hn - Chọn chế độ hn hợp lý - Tạo biến dạng ngợc s¬ bé, v.v Nh− vËy míi cã thĨ khèng chÕ đợc biến dạng d phạm vi cho phép ã Sự biến đổi hình dạng v kích thớc vật nhiều trờng hợp có ảnh hởng tiêu cực đến chất lợng sử dụng chúng Ví dụ kết cấu dạng trụ bị cong lm xuất thêm ứng suÊt uèn bæ sung Khuyết tật phương pháp kiểm tra 1/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com ã Vì vấn đề l phải xác định đợc biến dạng d, ảnh hởng tới khả lm việc kết cấu, đa đợc biện pháp tăng độ xác hn chế tạo chúng Điều ny có ý nghĩa quan trọng khâu thiết kế v chế tạo kết cấu hn ã Vấn đề ứng suất v biến dạng hn đà đợc nghiên cứu cách 70 năm ã Ngy lý thuyết ứng suất v biến dạng hn l nhánh ứng dụng lý thut øng st nhiƯt • Lý thut øng st biÕn dạng hn có hai hớng: Hon thiện phơng pháp tính gần dnh cho kỹ s, để giải vấn đề mặt độ xác chế tạo kết cấu hn Đa giải pháp tính toán chặt chẽ việc giải bi toán biến dạng dẻo-nhiệt với kết hợp sử dơng c¸c thμnh tùu míi nhÊt cđa lý thut tÝnh toán (máy tính điện tử) nhằm nghiên cứu ton diện trình cơ-nhiệt hn (dnh cho giới nghiên cứu) 1.2_Phân loại ứng suất v biến dạng ã ứng suất hình thnh trình hn thuộc loại ứng suất riêng ã Định nghĩa ứng suất riêng: l ứng suất tồn kết cấu ngoại lực tác động vo kết cấu (Các tên gọi khác ứng suất riêng: nội ứng suất, ứng suất ban đầu, ứng suất d) ã Chúng xuất chế tạo kết cấu: cán, cắt, mi, uốn, hn v.v ã Phân loại ứng suất riêng hn (Hình 1-1) -Theo phạm vi tác động: +ứng suất loại 1: tác động v cân phạm vi cỡ kích thớc vật phần (chi tiết) Đây l đối tợng nghiên cứu +ứng suất loại 2: tác động v cân pham vi hạt tinh thể Còn đợc gọi l ứng suất tế vi (ứng suất loại 1: ứng suất thô đại) Khác ứng suất loại 1, chúng hớng xác định so với trục vật hn +ứng suất loại 3: tác động phần tử mạng tinh thể kim loại (ứng suất tế vi) Chúng hớng xác định so với trục vật hn mối hn +Chú thích: Với ứng suất riêng loại 1: vật liệu đợc coi l đẳng hớng Với ứng suất riêng loại 2: vật liệu không đẳng hớng ứng suất hn đợc liệt vo loại ứng suất riêng thô đại (tức l ứng suất loại 1) - Theo hớng phân bố không gian: + ứng suất chiều (các chi tiết dạng thanh) + ứng suất hai chiều (phẳng): chi tiết dạng v vỏ + ứng suất ba chiều (không gian): chi tiết có ba chiều kích thớc Giả thiết l so sánh đợc giá trị thnh phần øng st víi -Theo thêi gian tån t¹i: Khuyết tật phương pháp kiểm tra 2/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn + øng suÊt tøc thêi: chØ tån t¹i quÃng thời gian định trình nung ngi (øng st nhiƯt) + øng st d−: tån t¹i sau vật hn đà nguội hon ton - Theo hớng tác động so với trục mối hn: + øng st däc: song song víi trơc mèi hμn + øng st ngang: cã h−íng vu«ng gãc víi trơc mèi hn ã Chú thích ứng suất riêng loại 1: 1. Vì ứng suất riêng tồn vật ngoại lực (tải trọng bên ngoi) phải tự cân vật Vì vậy, đến đặc trng phân bố nó, ứng suất riêng tiÕt diƯn bÊt kĨ cđa vËt, bao giê cịng cân mặt lực v mômen (điều kiện cân b»ng tÜnh) VÝ dơ xÐt tiÕt diƯn vu«ng gãc víi trôc x: (1.1) ∫ σ x dF =0; ∫ σ y y.dF =0; ∫ σ x z.dF =0 F F F đó: x-ứng suất pháp tuyến điểm có tọa độ (y,z) nằm tiết diện F 2._ Có thể chia ứng suất riêng loại thnh: a) ứng suất tác động (bằng ứng suất sơ cấp) v b) ứng suất phản kháng (bằng ứng suất thứ cấp) ad a): xuất vùng kim loại đợc nung, nơi xảy biến dạng dẻo nén thớ kim lo¹i nung bëi ngn nhiƯt hμn Sau ngi, thớ xuất ứng suất tác động d kéo ad b): xuất vùng lân cận với vùng bị nung nóng, chúng chống lại biến dạng tự vùng bị nung nóng Chúng xuất đồng thời với ứng suất tác động v tạo với ứng suất tác động hệ thống trạng thái cân lực khép kín Nếu có ngoại liên kết (ngoại lực) có ứng suất phản kháng ngoại liên kết (Hình 1-2) a) b) H×nh 1-2 Khuyết tật phương pháp kiểm tra c) d) 3/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn ã Phân loại biến dạng hn: - biến dạng hn khó phân loại với vật hn đơn giản, biến dạng cã thĨ rÊt phøc t¹p - Lμm râ vỊ mét số khái niệm: thí dụ chịu lực kÐo (H×nh 1_3) L x Ux1 x P Ux2 L+ L H×nh 1-3 + Dới tác động lực kéo dọc trục P, điểm có chuyển vị ux1 so với điểm cố định O Điểm có chuyển vị ux2 + Chiều di đoạn v l L, dới tác dụng lực P, tăng thêm giá trị L + Định nghĩa biến dạng x = L u x − u x1 = Trong tr−êng hỵp tỉng qu¸t: L L εx= lim L→0 ΔL = L Δu x ∂u x = x Δx → Δx lim (1.2) + Ta thấy chuyển vị có thứ nguyên l chiều di, biến dạng l đại lợng không thứ nguyên + Trong lý thuyết ứng suất biến dạng hn, ngời ta không phân biệt rõ nh v thực tế nói đến biến dạng, ngời ta hm ý biến dạng riêng, lẫn chuyển vị (ví dụ độ võng, góc quay, v.v.) - Phân loại biến dạng hn theo thời gian tồn (Hình 1-4) + Tức thời + D - Phân loại biến dạng hn theo hớng tác động: + Dọc: biến dạng song song với trục mối hn + Ngang: biến dạng vuông góc với trục hn - Phân loại biến dạng hn (tức thời d) theo phạm vi tác động kết cấu: + Biến dạng ton phần: l biến dạng gây nên biến đổi hình dạng v kích thớc ton phần tử ton kết cấu (Hình 1-4a) Đó l thay đổi kích thớc chiều (dμi, réng, cao) cña kÕt cÊu vμ sù uèn cong trơc cđa nã theo h−íng däc vμ ngang (so víi trôc mèi hμn) Khuyết tật phương pháp kiểm tra 4/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhaø Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn + BiÕn d¹ng cơc bé (Hình 1-4b,c,d,e,f): tồn phần tử riêng biệt kết cấu Đó l biến dạng phần tử chúng bị ổn định v biến dạng góc (hình mái nh, lợn sóng ) f B- B H H L- L β b) a) c) d) e) f) H ình 1-4 1.3_Nguyên nhân phát sinh biến dạng v ứng suất hn 1.Sự phân bố không đồng biến dạng không dẻo 2.Do ảnh h−ëng cđa lùc tõ bªn ngoμi hμn 3.Do thay đổi cấu trúc kim loại hn ã ad1: Nguyên nhân phân bố không đồng biến dạng không dẻo - biến dạng không dẻo l biến dạng đn hồi biến dạng nhiệt (khi hn) Xét mỏng đợc nung nóng dọc trơc x (H×nh 1-5) y y T x O L a) Khuyết tật phương pháp kiểm tra b) H ×nh 1- σx K hi nung c) σx ( d− ) K hi ngi d) 5/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn - Tấm đợc coi nh gồm dải kim loại (a) - Do nhiệt độ phân bố không đồng ®Ịu (b), sù d·n në nhiƯt tù cđa c¸c dải khác - Giả sử dải ny cã thĨ tù thay ®ỉi chiỊu dμi, ®é d·n di tự dải l: L=.T.l (1.3) T_nhiệt độ trung bình dải _hệ số dn në nhiƯt cđa vËt liƯu cđa d¶i l_chiỊu dμi ban đầu dải - Trên thực tế: dải liên kết với nhau, xảy phân bậc nh hình (a) Các dải bị nung (nằm xa đờng x) dải bị nung nhiều - Giả thiết tiết diện phẳng đợc áp dụng, biến dạng dọc thực tế dải l nh (lo) - Sự khác giá trị d·n në nhiÖt tù vμ d·n në nhiÖt thùc tế dải kim loại dọc: nguyên nhân xuất nội lực v hình thnh trạng thái ứng suất - Trong trình nung nóng: dải bÞ nung nãng víi Δl > Δlo sÏ bÞ nÐn, dải bị nung nóng với l < lo bị kéo (hình c) Thực tế hn: dải lân cận mối hn bị biến dạng dẻo nén - Khi nguội: nhiệt độ giảm, kéo theo co dải Biến dạng co dọc dải đà trải qua nhiệt độ cao v chịu biến dạng dẻo nén (khi nung) lớn Tuy nhiên xuất phát từ giả thiết tiết diện phẳng, biến dạng co dọc thực tế tất dải phải nh Vì vậy, sau đà nguội hon ton, phần kim loại co l > lo (khi nung) chịu kéo Các phần lại (l < lo nung) chịu nén (vì phải chống lại co dọc tự dải kia) - Mở rộng: mặt toán học, cã thĨ biĨu diƠn tr−êng hỵp nμy nh− sau: σz=0: giả thiết (vì mỏng) x='x+x"; y='y+y"; xy='xy+"xy (1.4) x, y, xy: thnh phần biến dạng ton phần 'x, 'y, 'xy: thnh phần đn hồi biến dạng x", y", "xy: thnh phần không ®μn håi cđa biÕn d¹ng E ε'y= (σ y − γ σ x ) E γ xy' = τ xy G ε'x= (σ x − γ σ y ) (1.5) εx"=εy"=α.ΔT (1.6) " γ xy=0 ΔT: chªnh lệch nhiệt độ so với nhiệt độ ban đầu ứng suất thỏa mÃn điều kiện cân bằng: Khuyt tt v phương pháp kiểm tra 6/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn ∂σ y ∂τ xy ∂σ x ∂τ xy + + = vμ =0 ∂x ∂y ∂y ∂x (1.7) biÕn d¹ng ton phần thỏa mÃn điều kiện: " ε x' ∂ ε y' ∂ 2γ xy ⎤ ⎡ ∂ ε x" ∂ ε "y ∂ 2γ xy ⎤ − + + − ⎢ + ⎥ ⎢ ⎥ =0 ∂x∂y ⎦⎥ ⎢⎣ ∂y ∂x∂y ⎦⎥ ∂x ∂x ⎣⎢ ∂y (1.8) øng suÊt d− tån t¹i khi: " ⎡ ∂ ε x" ∂ ε "y ∂ 2γ xy ⎤ R=- ⎢ + − ⎥ ≠0 ∂x∂y ⎥⎦ ∂x ⎢⎣ y (1.9) Nếu biến dạng không đn hồi l hm tun tÝnh cđa vÞ trÝ: εx"=a+bx+dy εy"=e+fx+gy (1.10) " γ xy=k+lx+my R=0 lúc không xuất ứng suất d ã ad2: Do ảnh hởng ngoại lực: - Xét trờng hợp hình 1.6: Ba thép cacbon giống bị kẹp chặt từ hai phía MPd 250 E 170 A 430 D 600 540 T C 545 B' a) -250 B 170 b) H×nh 1-6 - Thanh thứ hai đợc nung đều, v không thay đổi nhiệt độ Sau đợc lm nguội tới nhiệt độ bình thờng - Vì v ngăn biến dạng nhiệt 2, øng st chóng bao giê cịng b»ng 1/2 øng suất nhng có dấu ngợc lại - Sự thay đổi ứng suất đợc biểu diễn hình 1-6.b: + Khi nung, dÃn đợc, ứng suất thay đổi theo đờng AB Điểm B l giới hạn chảy nén nhiệt độ (1700C) + Đờng BC: đờng giới hạn chảy nén cho (170ữ595)0C v l giới hạn ứng suất gi÷a Khuyết tật phương pháp kiểm tra 7/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn + Khi nhiệt độ giảm từ 5950C, trở trạng thái đn hồi ứng suất nén giảm nhanh (CD) v đổi dấu, đạt tới giới hạn chảy kéo điểm DC (4300C) + Sau ứng suất bị giới hạn nhiệt độ theo đờng DE + Đờng EB': ứng suất d độ lớn, ứng suất chảy (giới hạn chảy) cho 200C, xuất 2, cho nhiệt độ cao 3150C ã ad3: Do thay đổi pha: Một số kim loại: thép hợp kim thấp, hợp kim Titan v.v có thay đổi cấu trúc pha nhiệt độ thay đổi (ví dụ vùng ¶nh h−ëng nhiƯt), kÌm theo sù thay ®ỉi thĨ tÝch (ví dụ xuất Martenzit), tạo nên ứng suất kim loại 1.4_Trờng nhiệt độ hn ã Nh đà nói phần trớc ứng suất v biến dạng hn xuất ba nguyên nhân m liên quan đến thay đổi nhiệt độ không đồng vËt hμn bëi cã viƯc sư dơng ngn nhiƯt hμn cã møc ®é tËp trung cao (hå quang) Nãi cách khác, truyền nhiệt hay l trạng thái nhiệt l nguyên nhân sâu xa ứng suất v biến dạng hn (ngoi có yếu tố khác nh trạng thái ứng suất kim loại trớc hn) ã Vấn đề l ta biết dự đoán trớc (bằng tính toán) truyền nhiệt với độ xác nh no để giải bi toán ứng suất v biến dạng hn ã Trờng nhiệt độ v phơng trình truyền nhiệt - Trờng nhiệt độ: tập hợp điểm với nhiệt độ tơng ứng Nó đợc biểu diễn thông qua đờng đẳng nhiệt v mặt đẳng nhiệt (những điểm có nhiệt độ) Hình 1-7 T1 = const đờng ( mặt ) đẳng nhiệt nguồn nhiệt T2 = const Hình 1- - Phơng trình truyền nhiệt vật rắn, cho phép tính trờng nhiệt độ l phơng trình Rosenthat, gọi l phơng trình vi phân cho truyền nhiệt Fourrier: ∂T ∂ ∂T ∂T ∂ ⎛ ∂T ⎞ ∂ =W+ ⎛⎜ λ ⎞⎟ + ⎜⎜ λ ⎟⎟ + ⎛⎜ λ ⎞⎟ (1.11) ∂t ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂y ⎝ ∂y ⎠ ∂z ⎝ ∂z ⎠ 2 ⎡ ∂ 2T ∂ 2T ∂ 2T ⎤ ∂λ ⎡⎛ ∂T ⎞ ⎛ ∂T ⎞ ⎛ ∂T ⎞ ⎤ =W+ λ ⎢ + + ⎥ + ⎢⎜ ⎟ + ⎜⎜ ⎟⎟ + ⎜ ⎟ ⎥ ∂y ∂z ⎦ ∂T ⎢⎣⎝ ∂x ⎠ ⎝ ∂y ⎠ ⎝ ∂z ⎠ x c đó: _khối lợng riêng kim lo¹i (g/cm3) Khuyết tật phương pháp kiểm tra 8/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn c_nhiƯt dung cđa kim lo¹i (cal/g C ) λ_hƯ sè trun nhiƯt cđa kim lo¹i (cal/cm.s C ) T_nhiƯt ®é ( C) t_thêi gian (s) W_c−êng ®é ngn nhiƯt ( C.cal/s.cm3) - Nếu giả thiết =const nhiệt độ thay đổi (sự thùc λ=f(t) cã thay ®ỉi), tøc lμ λ ∂T =0 phơng trình (1.12) có dạng tuyến tính: c ∂ 2T ∂ 2T ∂ 2T ⎤ ∂T = W+ λ ⎢ + + ⎥ ∂t ∂y z x (1.13) -Nếu nguồn nhiệt đợc giả thiết không bị hao tổn phần tử xét tíi, W=0, tøc lμ ⎡ ∂ 2T ∂ 2T ∂ 2T ⎤ ∂T =a ⎢ + + ⎥ ∂t ∂y ∂z ⎦ ⎣ ∂x ®ã a= (1.14) λ : hƯ sè trun nhiƯt ®é (cm2/s) cρ - Để tránh phức tạp việc giải phơng trình (1.12) ngời ta giả thiết: + Các tính chất nhiệt kim loại không thay đổi: =0, (ví dụ , , c, a) T giá trị ban đầu hay giá trị trung bình chúng khoảng nhiệt độ xét tới + Nh ta phải giải phơng trình (1.13) (1.14) + Có nhiều cách giải, nhng phổ biến l phơng pháp nguồn nhiệt (Rykalin) + Để lm sở cho việc tÝnh øng suÊt vμ biÕn d¹ng hμn, ta chØ xÐt mét sè néi dung sau: → Tr−êng nhiƯt ®é hμn tÊm máng → Tr−êng nhiƯt ®é hμn tÊm dy (vật bán vô hạn) Trờng nhiệt độ hn dy (hữu hạn), trờng hợp trung gian Xác định tốc độ nguội kim loại hn Sự thay đổi tính kim loại hn ã Trờng nhiệt độ hn mỏng - Định nghĩa mỏng: l chi tiết dạng m hn lợt phân bố nhiệt ®é theo chiỊu dμy cđa nã ®−ỵc coi lμ ®ång ®Ịu Tz(xo,yo)=const - Víi thÐp cacbon thÊp, cã thĨ coi tÊm máng lμ tÊm cã chiÒu dμy δ0 Khái niƯm: Khuyết tật phương pháp kiểm tra 9/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 R Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com + Khi có nguồn nhiệt tác động, nhiệt độ điểm tăng lên, hình dạng trờng nhiệt độ thay đổi liên tục Ta gọi l trờng nhiệt độ không ổn định + Sau thời gian định, nhiệt độ điểm đạt tới giới hạn định v không thay đổi nữa, tức l điểm khảo sát, lợng nhiƯt ngn nhiƯt cÊp vμo sÏ b»ng l−ỵng nhiƯt táa xung quanh; ta gäi tr−êng nhiƯt ®é nh− l trờng ổn định + Khi hn hồ quang, trờng nhiệt độ ổn định xuất nhanh (vi giây đến vi phút) + Vì nguồn nhiệt di động (v>0) nên trờng nhiệt độ chuyển động với So với tâm nguồn nhiệt trờng nhiệt độ l ổn định Nhng so với điểm cố định trờng nhiệt độ không ổn định (liên hệ: xe cứu hỏa rú còi Nếu ngồi xe, ta nghe tiÕng ró to nh− ë mäi thêi ®iĨm Nh−ng nÕu ngåi nhμ, lóc tiÕng ró to nhÊt lμ lóc xe ch¹y qua cỉng nhμ ta, lúc đầu nhỏ, to dần, to lúc qua cổng, nhỏ dần lúc xe đà chạy xa) Ta gäi tr−êng nhiƯt ®é nh− vËy lμ tr−êng nhiƯt ®é giả ổn định, chuyển động với vận tốc v với tâm nguồn nhiệt + Khi hn mỏng, ta coi tất lợng nhiệt nguồn nhiệt đợc truyền từ ' OO (Hình 1-8d) v nhờ kim loại có khả dẫn nhiệt m lớp kim loại lân cận đợc nung nóng Sơ đồ truyền nhiệt nh đợc gọi l sơ đồ nguồn nhiệt đờng Giả thiết kèm theo l trờng nhiệt độ l trờng nhiệt độ phẳng (tọa độ x,y l đủ), đợc biểu diễn mặt trụ đẳng nhiệt khép kín với đờng sinh có độ lớn chiều dy (Hình 1-8a)_ bề mặt l đờng đẳng nhiệt khép kín vμ bÞ kÐo dμi vỊ phÝa sau ngn nhiƯt, bÞ sít lại phía trớc nguồn nhiệt Điều ny thể chênh lệch nhiệt độ lớn điểm gần phía trớc nguồn nhiệt (Hình 1-8c) Sự chênh lệch thể tơng đối rõ theo chiều y-y (Hình 1-8b): phía sau nguồn nhiệt, nhiệt độ chênh lệch so với phía trớc + Nh vậy, trờng nhiệt độ phẳng xuất hn ngấu hÕt mét l−ỵt st chiỊu dμy tÊm (vÝ dơ hμn tự động dới lớp thuốc với =16ữ20 mm) + Công thøc tÝnh Rykalin: T(r,x)= q 2πλδ e − vx 2a ⎛ v2 b ⎞⎟ + K ⎜ r ⎜ 4a a ⎟ ⎝ ⎠ (1.15) Trong ®ã: r= x + y : khoảng cách từ điểm cần khảo sát đến tâm nguồn nhiệt (cm) q: công st h÷u Ých cđa ngn nhiƯt (cal/s) víi hå quang hμn q=0,24UI.η (cal/s) ⎧η = 0,70 ÷ 0,80⎫ ⎨ ⎬ hiƯu st hå quang ⎩η = 0,75 ÷ 0,90⎭ ⎧- hμn hå quang tay ⎨ ⎩- hμn d−íi líp thuèc v: tốc độ dịch chuyển nguồn nhiệt theo trục x-x (cm/s) b: hƯ sè mÊt nhiƯt ®é (1/s) b= 2k m , víi km=(cal/ cm2.s C) lμ hƯ số nhiệt bề mặt xạ c K0(U): hμm Bessel, víi biÕn sè U=r v2 b + a 4a Tra bảng sổ tay toán cao cấp tính Microsoft exel (hm Bessel bậc không loại hai) Khuyết tật phương pháp kiểm tra 10/9 ... ứng suất - Trong trình nung nóng: dải bị nung nóng với l > lo bị nén, dải bÞ nung nãng víi Δl < Δlo sÏ bÞ kÐo (hình c) Thực tế hn: dải lân cận mối hn bị biến dạng dẻo nén - Khi nguội: nhiệt độ giảm,... dạng dẻo nén (khi nung) lớn Tuy nhiên xuất phát từ giả thiết tiết diện phẳng, biến dạng co dọc thực tế tất dải phải nh Vì vậy, sau đà nguội hon ton, phần kim loại co l > lo (khi nung) chịu kéo... nhiệt cng bị thu hẹp lại, vùng kim loại đợc nung tới nhiệt ®é cao cμng hĐp + Khi hμn tèc ®é lín, vùng kim loại đợc nung nóng đến nhiệt độ cao tập trung thnh dải hẹp dọc trục Ox Các điểm nằm cách