3- khuyết tật; 4 ựầu dị thu (truyền qua); 5 ựầu dị thu (phản hồi)
3.5.8. Xây dựng chương trình tắnh tốn ứng suất và biến dạng
để tạo thuận lợi cho việc tắnh tốn ứng suất và biến dạng ta tiến hành xây dựng chương trình.
3.5.8.1. Các thơng số ựầu vào
- đường kắnh dây hàn d; - Chiều dày vật hàn s ;
- Thơng số vát mép vật hàn: Khe hở ựáy a, chiều cao khơng vát mép c, bề rộng mối hàn b, chiều cao ựắp g, gĩc vát mép α1, α2.
- Hệ số hữu ắch của hồ quang hàn (η) - Nhiệt ựộ ban ựầu của tấm (To) - Các hệ số hình dạng liên kết (F2, F3) - Hệ số ựắp (αd)
- Các tắnh chất của vật liệu cơ bản: + Nhiệt dung riêng (c)
+ Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu (λ)
+ Giới hạn chảy của vật liệu cơ bản (σT) + Mơ ựun ựàn hồi (E)
+ Hệ số giãn nở vì nhiệt của vật liệu (α) - Chiều dài mối hàn (l)
- Khoảng cách giữ các gá kẹp B (ựây chắnh là khoảng cách giữa 2 sườn mạn tàu lân cận mối hàn ghép nối tổng ựoạn).
- Nhiệt ựộ trung bình của lớp kim loại ựắp trước lúc chuyển tiếp của các ựiểm ựược nung nhiều nhất, từ trạng thái dẻo sang trạng thái ựàn hồi (Ttb).
3.5.8.2. Chương trình tắnh tốn chế ựộ hàn
Sử dụng chương trình tắnh tốn chế ựộ hàn (phụ lục 1) ta tắnh ựược: - Cường ựộ dịng ựiện I
- điện áp hàn U - Vận tốc hàn vh
- Năng lượng ựường q
đây cũng chắnh là các dữ liệu ựầu vào cho chương trình tắnh ứng suất và biến dạng.
3.5.8.3. Chương trình tắnh ứng suất và biến dạng
Chương trình tắnh ứng suất và biến dạng ựược xây dựng bao gồm các chương trình con:
* Chương trình con thứ nhất: Xác ựịnh kắch thước của vùngứng suất tác ựộng
Từ các giá trị của I và vh thay vào tắnh ựược b1 dựa vào cơng thức 3.28 Tắnh K2 dựa vào cơng thức (3.33).
Tắnh ựược K2 thay vào cơng thức (3.32) tắnh ựược b2
Tắnh ựược b1, b2 thay vào cơng thức tắnh ựược bn = b1 + b2.
* Chương trình con thứ 2: Tắnhứng suất và biến dạng dọc do co dọc gây ra
Với ứng suất do co dọc vừa tắnh ựược thay vào cơng thức (3.35b) ta tắnh ựược biến dạng do co dọc.
* Chương trình con thứ 3: Tắnhứng suất và biến dạng ngang do co dọc gây ra
Ứng suất ngang tại một ựiểm cĩ tọa ựộ x bất kỳ (0 < x < l với l Ờ chiều dài ựường hàn) ựược tắnh theo cơng thức (3.45).
Với các thơng số ựược nhập ở ựầu chương trình gồm giới hạn chảy của vật liệu cơ bản, chiều dài mối hàn và giá trị bnựược tắnh ở chương trình con thứ nhất.
* Chương trình con thứ 4: Tắnhứng suất và biến dạng do co ngang
Tắnh biến dạng khi hàn các tấm tự do dựa vào cơng thức (4.30).
Khi tắnh ựược biến dạng khi hàn các tấm tự do thay vào tắnh ựược ứng suất khi cĩ gá kẹp dựa vào cơng thức (4.31).
* Chương trình con thứ 5: Tắnh biến dạng gĩc do co ngang
Chương trình gồm 2 phần: Phần khơng ựổi và phần biến ựổi.
- Phần khơng ựổi tắnh tốn như phần biến dạng do co ngang khi hàn các tấm tự do dựa vào cơng thức (4.30). Do phần tắnh tốn giống nhau nên ta khơng tắnh lại mà lấy luơn kết quả của chương trình con thứ 4.
- Phần biến ựổi: Tắnh biến dạng gĩc dựa vào cơng thức (4.39).
Sau khi tắnh tốn xong in ra màn hình biến dạng do co ngang của phần khơng ựổi và biến dạng gĩc do co ngang của phần biến ựổi.
* Chương trình con thứ 6: Tắnhứng suất và biến dạng khi cĩ gá kẹp
đầu chương trình nhập các giá trị Tmax, To, Td, anpha
Chương trình gồm 2 phần: Phần khơng ựổi và phần biến ựổi. - Phần khơng ựổi:
+ Biến dạng phần khơng ựổi ựược tắnh theo cơng thức (4.41).
+ Sau khi tắnh ựược biến dạng do cĩ gá kẹp nên sinh ra ứng suất ựược tắnh theo cơng thức (4.42).
- Phần biến ựổi:
+ Với biến dạng vừa tắnh ựược do cĩ gá kẹp nên sinh ra ứng suất ựược tắnh theo cơng thức (4.48).
Sau khi tắnh tốn xong in ra màn hình các giá trịứng suất và biến dạng của phần khơng ựổi và biến ựổi.
Tồn bộ phần thuật tốn ựược trình bày ở trên ựược mơ tả bằng sơ ựồ khối hình 3.30. Phần chương trình tắnh tốn ứng suất và biến dạng ựược thể hiện trong phụ lục 2. Begin Nhaảp các thông số ựầu vaụo Chỏơng trình con 1 xác ựịnh kắch thỏớc vuụng ỏùng suất tác ựoảng
Chỏơng trình con 2 tắnh ỏùng suất vaụ biến daỉng doỉc do co doỉc
Chỏơng trình con 3 tắnh ỏùng suất vaụ biến daỉng ngang do co doỉc
Chỏơng trình con 4 tắnh ỏùng suất vaụ biến daỉng do co ngang
Chỏơng trình con 5 tắnh bi ến daỉng góc do co ngang
Chỏơng trình con 6 tắnh ỏùng suất vaụ biến daỉng do co ngang khi có gá keỉp
End
3.6. Kết luận chương 3
Khái quát về ứng suất và biến dạng hàn, phân tắch ựược các nguyên nhân gây ra ứng suất biến dạng từ ựĩ cĩ biện pháp phịng tránh ựối với từng kết cấu, tổ hợp hàn cho phù hợp trong thực tế sản xuất.
Khái quát lý thuyết tắnh tốn ứng suất dư trong mối hàn giáp mối liên kết tấm, áp dụng tắnh tốn cho mẫu cĩ kắch thước 400x300x13 mm.
đưa ra ựược những kết luận ựánh giá ban ựầu về ứng suất dư trong mối hàn trên cơ sở lý thuyết.