Технологічне забезпечення відновлення дисків сошників зернових сівалок
Дипломная работа - Сельское хозяйство
Другие дипломы по предмету Сельское хозяйство
rА, rВ - координати максимальних значень напружень у певних ділянках величиною А0, А1, А2, - максимальні пластичні деформації, к - різниця між компонентами напруженого стану.
Для знайдення невідомих параметрів у праці застосовано спеціальний функціонал [118], який являє собою суму середньоквадратичних відхилень між величинами розрахованих характеристик поля напружень та відповідним їм комбінаціями напружень, котрі отримано експериментальним шляхом - методом координатних сіток [52]. Для більш прозорого ведення математичних операцій детальніше розглянемо методику отримання із застосуванням методу координатних сіток експериментальних значень деформацій.
Вирази для визначення компонентів повної деформації в осьовому та радіальному напрямах можна записати у вигляді
, ,
де - пружна деформація, - пластична деформація.
Згідно з методом умовних пластичних деформацій
Відомо, що у пружних зонах диска (I та III) (рис.2.9) , деформацію вимірюємо експериментально і позначаємо .
Рис.2.9 Розрахункова схема експериментального визначення пружної деформації методом координатних сіток
Тоді вираз для обчислення повної деформації запишемо так , де U - переміщення вздовж радіуса r. Тоді . Деформацію вимірюємо на основі відхилень вибраних на діаметрі положень точок до та після зварювання. При цьому початкові положення точок можна фіксувати на незначній відстані між ними, що дозволяє отримати задовільні результати використовуючи, зокрема, мікроскопи з невеликим збільшенням. Надалі за формулою , де , знаходимо усереднену за базою деформацію в точці .
Надалі невідомі параметри, що характеризують поле пластичних деформацій знаходимо шляхом оптимізації функціонала, мінімізація якого забезпечує мінімальне відхилення теоретично обчислених та експериментально отриманих характеристик полів напружень
(2.22)
де
в зоні II виключаються точки, що розміщені на шві, оскільки немає можливості зафіксувати їх початкові положення до зварювання.
За найближчий розвязок оберненої задачі [62] приймаються величини, що забезпечують найменше значення функціонала. Підставивши ці величини у відповідні формули (2.12) отримаємо розподіл залишкових напружень у зварному коловому зєднанні із аустенітним швом для конкретного випадку.
Із застосуванням розробленого математичного апарату проводилось дослідження напруженого стану відремонтованих дисків сошника зернових сівалок [57].
Відновлення зовнішнього діаметра дисків передбачає приварювання до базової деталі чотирьох секторів, виготовлених із неремонтнопридатних дисків, коловим швом із подальшим виконанням прямолінійних для зєднання секторів між собою (рис.2.10).
Рис.2.10 Розподіл залишкового напруженого стану у відремонтованому диску
Таким чином, технологічні умови відновлення диска є такими, що залишкові напруження, обумовлені зварюванням будуть циклічно симетричними з періодом . Тому для їх відшукування потрібно було би розвязувати неосесиметричну задачу. Далі з урахуванням того, що інформацію про величину ми отримуємо експериментальним шляхом, для точного визначення компонент тензора напружень та будуємо розвязок осесиметричної задачі і використовуємо експериментальні дані в перерізах, де напруження є максимальними (рис.2.10). Таким чином, в перерізах зварного зєднання, обчислені на основі розвязку залишкові напруження дещо перевищують дійсні напруження, що при розрахунку довговічності диска підвищує його коефіцієнт запасу його міцності.
Отже, розроблений математичний апарат та доступні експериментальні дані дають змогу враховувати реальний стан експлуатації деталі (зміну поля напружень внаслідок техногенного чи природного впливу) та отримати величину напружень у будь-якій точці зварного зєднання коловим швом тонколистової дискової деталі, що виготовлена із високовуглецевої чи легованої сталі і обмежена радіусом.
Висновки до другого розділу
Визначено рівень допустимих напружень та мікроструктуру робочої ділянки, які забезпечують необхідну стійкість відремонтованого диска до абразивного зношення.
Розроблено математичну модель, яка адаптує експериментально-розрахунковий метод визначення залишкових напружень для колового зєднання при зварюванні дискової деталі із сталі 65Г із урахуванням краєвих умов та структурних перетворень в зоні термодеформаційного впливу.
Вперше запропоновано функцію , що описує поле пластичних деформацій при зварюванні обмеженої радіусом пластини з отвором із сталі 65Г коловим швом із структурою аустеніту.
Із врахуванням особливостей неруйнівного експериментального методу визначення характеристик напруженого стану і засобу вимірювання запропоновано функціонал, мінімізація якого дає змогу визначити параметри поля пластичних деформацій і розрахувати залишкові напруження у довільній точці колового зварного зєднання відремонтованого диска сошника зернової сівалки.
Розділ 3. Програма і Методика проведення досліджень
3.1 Моделювання властивостей дискової робочої ділянки
Для забезпечення необхідного рівня напружень стиску у робочій ділянці та мікроструктури шва, яка схильна до деформаційного зміцнення, із застосуванням методу математичного планування дворівневого двофакторного експерименту 52,117,139, здійсне?/p>