МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ТРУБНОГО ЗВАРНОГО З'ЄДНАННЯ, ЩО ЗНАХОДИТЬСЯ ПІД ВПЛИВОМ ВІБРАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(44)2021.236014Ключові слова:
залишкові напруги; вібрація; труба; зварений шов; математична модельАнотація
Метою цієї роботи є побудова математичної моделі трубного зварного з'єднання, що враховує вплив взаємодії окремих частинок в обсязі матеріалу, з метою визначення залишкових напружень в зразку, до якого застосовано вібраційний вплив в процесі зварювання, а також оптимального часу вібраційного впливу при зварюванні трубної заготовки. Сутність запропонованого способу вібраційної обробки стосовно до зварювання полягає в повідомленні трубній заготовці, що оброблюється вібраційних хвиль в процесі зварювання, запобігаючи таким чином формування залишкових напружень у зварному шві і біляшовній зоні. Виникаючі при зварюванні напруги і деформації в достатній мірі вивчені; на дану тему існує безліч робіт дослідників, в яких були розкриті причини виникнення, класифікації зварювальних напруг і деформацій, методи їх визначення та способи запобігання. З метою запобігання формуванню залишкових напружень в зварному шві і біляшовній зоні запропоновано використання вібраційної обробки трубної заготовки в процесі зварювання. Побудовано математичну модель вібраційної обробки зварного шва і формула для знаходження часу вібраційної обробки, що враховує вплив взаємодії окремих частинок в обсязі матеріалу. Визначення залишкових напружень при вібраційній обробці зварних з'єднань труб було зведено до вирішення задачі математичного програмування. Представлені формули дозволяють отримати аналітичні значення залишкових напружень маючи дані про власну частоту вібрації, коефіцієнт затухання коливань, амплітуду і частоту вимушуючої сили вібрації.
Посилання
Gatovsky, K.M., Karkhin, V.A. (1980). Teoriya svarochnykh deformatsiy i napryazheniy [Theory of welding strains and stresses]. L .: LCI [in Russian].
Colegrove, P., Ikeagu, Ch., Thistlethwaite, A., Williams, S., Nagy T., Suder, W., Steuwer, A., Pirling Th. (2009). The welding process impact on residual stress and distortion. Science and Technology of Welding and Joining, 14 (8), 717–725 [in English].
Nikolayev, G. A., Kurkin, S. A., Vinokurov, V. A. (1982). Svarnyye konstruktsii. Prochnost' svarnykh soyedineniy i deformatsii konstruktsiy [Welded structures. Strength of welded joints and deformation of structures]. M . : Higher school, 272 [in Russian].
Baranovsky, M.Yu., Tarasov, V.A. (2014). Standartizirovannyye fermennyye konstruktsii s uklonom 10% prolotami 24, 30, 36 metrov [Standardized truss structures with a slope of 10% spans 24, 30, 36 meters]. Construction of unique buildings and structures, 7, 93–101 [in Rus-sian].
Kordisch, H., Boschen, R., Blauel, J.G., Schmitt, W., Nagel, G. 2000. Experimental and numerical investigations of the warm-prestressing (WPS) effect considering different load paths. Nuclear Engineering and Design, 84 (3), 447–450 [in English].
Kasatkin, B.S., Kudrin, A.B., Lobanov, L.M. and at el. (1981). Eksperimental'nyye metody issledovaniya deformatsiy i napryazheniy: spravochnoye posobiye [Experimental methods of research of deformations and stresses: a reference guide]. Kiev: Nauk. Dumka [in Russian].
Ragulskis K.M. and et al. (1987). Vibratsionnoye stareniye [Vibration aging]. L.: Mashinostroe-nie [in Russian].
Anistratov, V.D., Gini, E.Ch. (1981). Vibratsionnoye stareniye korpusnykh chugunnykh deta-ley stankov: Obzor [Vibration aging of body cast-iron parts of machine tools: Review]. Moscow: NIIMASH [in Russian].
Ivanova, G.N., Mogilner, M.N., Polnov, V.G., Chikadali, O.D. (1987). Vibrostabiliziruyush-chaya obrabotka metallicheskikh detaley [Vibration stabilizing treatment of metal parts]. Alma-Ata [in Russian].
Gorenko, VG, Rusakov, PV (1987). Staticheskiye i dinamicheskiye sposoby snizheniya urovnya ostatochnykh napryazheniy i stabilizatsii razmera olivok [Static and dynamic methods of reduc-ing the level of residual stresses and stabilizing the size of olives]. Improving the reliability and durability of cast parts: collection of scientific papers of the Academy of Sciences of the Ukrai-nian SSR Institute of Casting Problems. (23-29 p.), Kyiv [in Russian].
Skakovsky, V.D. (1987). Razrabotka tekhnologii vibratsionnoy obrabotki svarnykh konstruktsiy balochnogo tipa [Development of technology of vibration processing of welded structures of beam type]. Extended abstract of candidate’s thesis, Kyiv [in Russian].
Morozenko V.N., Kuznetsov E.V. (2000). Rezonansnyy vibroplasticheskiy effekt [Resonant vi-broplastic effect]. Metals, 3, 104–107 [in Russian].
Panin, V.E. (Eds). Fizicheskaya mezomekhanika i komp'yuternoye modelirovaniye materialov [Physical mesomechanics and computer modeling of materials] (1995). (T.1., Vol. 2.), (298 p., 320 p.) Novosibirsk: Science [in Russian].
Гатовский К. М., Кархин В. А. Теория сварочных деформаций и напряжений: учебное по-собие. Ленинград: ЛКИ, 1980. 331 с.
Colegrove P., Ikeagu Ch., Thistlethwaite A., Williams St., Nagy T., Suder W., Steuwer A., Pirling Th. The welding process impact on residual stress and distortion. Science and Technology of Welding and Joining. 2009. №14(8). С. 717–725.
Николаев Г. А., Куркин С. А., Винокуров В. А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций: учебное пособие. Москва: Высшая школа, 1982. 227 с.
Барановский М. Ю., Тарасов В. А. Стандартизированные ферменные конструкции с укло-ном 10% пролётами 24, 30, 36 метров. Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 7. С. 93–101.
Kordisch H., Boschen R., Blauel J.G., Schmitt W., Nagel G. Experimental and numerical investigations of the warm-prestressing (WPS) effect considering different load paths. Nuclear Engineering and Design. 2000. № 84(3). С. 447–450.
Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений: справочное пособие / Касаткин Б. С., Кудрин А. Б., Лобанов Л. М. и др. Киев: Наук. думка, 1981. 583 с.
Рагульскис К. М. Стульпинас Б. Б., Толутис К. Н. Вибрационное старение: учебное посо-бие. Ленинград: Машиностроение, 1987. 72 с.
Анистратов В. Д., Гини Э. Ч. Вибрационное старение корпусных чугунных деталей стан-ков: обзорная информация. Москва: НИИМАШ, 1981. 36 с.
Иванова Г. Н., Могильнер М. Н., Полнов В. Г., Чикадали О. Д. Вибростабилизирующая об-работка металлических деталей: учебное пособие. Алма-Ата: КазНИИНТИ, 1987. 61 с.
Горенко В. Г., Русаков П. В. Статические и динамические способы снижения уровня оста-точных напряжений и стабилизации размера отливок. Повышение надежности и долговеч-ности литых деталей: сборник научных трудов АН УССР. 1987. С. 23–39.
Скаковский В. Д. Разработка технологии вибрационной обработки сварных конструкций балочного типа: автореф. дис. … канд. технич. наук. Киев, 1987.
Морозенко В. Н., Кузнецов Е. В. Резонансный вибропластический эффект. Металлы. 2000. №3. С. 104–107.
Панин В. Е. Физическая мезомеханика и компьютерное моделирование материалов: учебное пособие. Новосибирск: Наука, 1995. С. 320.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
