Постановка задачи

Инженерный метод расчета процесса нагрева массивных стальных заготовок с учетом температурных напряжений

УДК 621.78.013

Ю.Л.Курбатов, С.И.Гинкул, Ю.Е.Василенко, А.П.Верзилов

Предложен способ определения температурного поля заготовки упрощенным инженерным методом, что позволит исключить брак по нагреву, а также проводить процесс нагрева с минимальными энергетическими затратами. Представлен анализ изменения температурного поля массивных стальных заготовок для области перехода от упругого к пластичному состоянию металла.

Ключевые слова: тепловой режим, брак, температурное напряжение, заготовка, теплообмен, инженерный метод, динамика нагрева.

Постановка задачи

Нагрев перед обработкой давлением крупных заготовок, которые относятся к категории термически массивных тел, сопровождается формированием значительного перепада температур ( T) по толщине заготовки, в результате чего возникают температурные напряжения ( ), пропорциональны перепаду температур [1]

и если эти напряжения превосходят допустимые, то это приводит к разрушению металла (трещинам) и браку ( – напряжение, Н/(мм²); E – модуль упругости материала, Н/(мм²); B – коэффициент линейного расширения, К^-1; T - перепад температур между поверхностью и центром заготовки, К; A – безразмерный коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения. При разработке теплового режима нагрева холодной крупной заготовки ставится задача не допустить разрушение металла путем определения щадящих параметров режима. Представляет интерес, предлагаемый в этой работе упрощенный инженерный метод определения этих параметров при переходе от упругой к пластичной области.