Основы теории и технологии контактной точечной сварки
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
?ца 4.1
Исходные данные для расчетов по уравнениям термодеформационного
равновесия процесса сварки
№
ппПараметрыОбозначениеЕдиницы измеренияХарактеристики свариваемого материала1Температура плавленияТПЛС2Температурный коэффициент линейного расширения?1/оС3Коэффициент расширения при плавлении?*%4Предел текучести?ТПа5Температура расчёта ?ТТ?С6Базисное значение сопротивление деформации?Д0Па7Данные для аппроксимации изменения термомеханических коэффициентов: кТ, к? и кU и предела текучести ?02АТ, ВТ, nT, А?, В?, n?, Аu, Вu, В?, n?б/р8Коэффициент Пуассона?б/р9Модуль ЮнгаЕПаДанные по технологии и режиму сварки10Толщина свариваемыхдеталейsм11Конечные диаметр и высота ядраdЯ, hЯм12Шаг между точками*tм13Ширина нахлёстки*cм14Величина зазора*?м15Радиус или диаметр рабочих поверхностей электродовRЭ, dЭм16Время сваркиtСВc17Время начала плавления металла**tНПc18Максимальная температура под электродом**ТЭС19Коэффициенты для формул (3.36) и (3.51)m1, n1, m2, n2, К?б/р* могут не вводиться при ? = 0;
** могут не вводиться и рассчитываться по зависимостям (3.37) и (3.38)
Поскольку зависимость термомеханических коэффициентов от степени и скорости деформации металла, от его температуры, а также зависимость предела текучести от последнего параметра в справочной литературе (например в [242]) в большинстве приводится в виде графиков (см. рис. 3.26) или таблиц, то вводить их рационально в виде аппроксимированных функций, например, вида:
, (4.1)
, (4.2)
, (4.3)
, (4.4)
для которых коэффициенты аппроксимации определяется по графическим или табличным справочным данным.
Третья группа исходных данных (табл. 4.1) характеризует в основном технологию и режим сварки. Поскольку известны способы точечной сварки как неизменными во время импульса тока параметрами усилия сжатия электродов (см. п.1.2.2), так и с изменяющейся их величиной по определенной программе [3, 54, 58, 253, 260, 261], то в последнем случае рационально их также задавать в виде аппроксимированных функций.
Практически любую известную в технологии точечной сварки программу изменения усилия сжатия токопроводящих электродов FЭt в процессе формирования соединения можно описать двумя степенными функциями изменения программированного параметра Р с одной точкой разрыва Bi в момент времени t1 (рис. 4.2). В общем случае, для аппроксимации подобного изменения в процессе точечной сварки любого параметра Р функции можно записать следующим образом:
, (4.5)
, (4.6)
где АР, ВР и CР значения программируемого параметра в момент времени 0, t1 и tСВ; a, b показатели степени.
В случае, если изменение программируемого параметра Рt может быть описано одной функцией, то t1 рационально принимать равным 0, т. е. изменение параметра Рt описывать в интервале времени t1… tСВ.
Коэффициенты аппроксимации АР, ВР, CР, t1, a, b, которые в этом случае определяются для программы изменения FЭ в процессе КТС, водятся в исходных данных (табл. 4.2).
Поскольку многие ошибки в исходных данных приводят к прерываниям вычислений (например, деление на нуль, логарифм отрицательного числа и т. п.), то рационально осуществлять их контроль после ввода (блок 3). Если обнаружена такая ошибка, то об этом выводится информация (блок 15) выполнение задачи прекращается.
В блоке 4 рассчитываются параметры, которые не зависят от времени. Причем, в нем же осуществляется подготовка к выполнению циклов по времени t, в частности, определяется шаг расчета по времени ?t = tСВ/п, где п число шагов расчета, обнуляются требуемые переменные и задаются их начальное значения. Цикл по времени выполняется блоками 5...13 и заканчивается при выполнении заданного числа i шагов расчета.
Таблица 4.2
Исходные данные силового воздействия на детали при расчете диаметра уплотняющего пояска по уравнению (3.11)
№
ппПараметрыОбозначениеЕдиница
измерения1Неизменное усилие сжатия электродовFЭН2Данные для аппроксимации программированного усилия сжатия электродовАР, ВР, CР, t1, a, bб/р
Вычисление диаметра пояска dПt в фиксированный момент t, осуществляется методом итераций путем последовательного приближения с уменьшением шага ?dП (рис. 4.3). Поэтому в блоке 6 задается начальное значение dПt, равное диаметру ядра dЯt: dПt= dЯt. Это означает, что до начала плавления металла при t ? tНП начальное значение dПt = 0, а при t > tНП значение dПt задается равным dЯt.
С блока 7 начинается участок алгоритма, осуществляющий цикл по диаметру уплотняющего пояска (блоки 8...11). В нем при каждом цикле по dПt его текущее значение изменяется на ?dП. В блоке 8 последовательно осуществляются вычисления значений параметров термодеформационных процессов, которые заканчиваются расчетом усилия сжатия в площади уплотняющего пояска п