Вплив інших факторів на об’єм подовжнього укорочення

 

Розглянуті вище фактори найбільш суттєво впливають на величину об’єму залишкових деформацій _x при зварюванні елементів конструкції поздовжніми швами. Окрім цих факторів на об'єм подовжнього укорочення впливають і інші, зокрема структурні перетворення, якщо вони відбуваються при температурах нижчих від Т=2Т_S; залежності механічних характеристик матеріалу від температури, якщо ці залежності проявляються нижче температури Т=2Т_S і податливість конструкції, що зварюється; розміри елементів; спосіб зварювання та деякі інші. Можна привести ряд аргументів на доказ того, що у більшості випадків для традиційних матеріалів, що застосовуються у конструкціях, впливом цих факторів на величину об’єму подовжнього укорочення можна нехтувати. В усяко­му разі тут треба скоріше доводити необхідність їх врахування ніж необхідність нехтувати ними. Тим не менше, при наяв­ності відповідної аргументації ці поправки можна внести, використовуючи наведену вище методику визначення об’єму _x за допомогою кривих максимальних температурних деформацій і діаграм деформування матеріалу.

Так, для врахування зміни механічних характеристик з температурою необхідно для кожної елементарної призми використати відповідну діаграму деформування і скласти повний об'єм подовжнього укорочення з елементарних об’ємів, одержаних для кожної призми.

Врахування впливу структурних перетворень є значно складнішою задачею. При визначенні загальних напружень і деформацій конструкцій врахування структурних перетворень доцільне тільки для спеціальних матеріалів.

Розміри елементів можуть впливати на форму кривої максимальних температур, а значить і на величину об’єму _x. Маючи це на увазі, слід пам’ятати, що одержані наближеними методами розрахункові формули, мають обмеження, зокрема, по відношенню погонної енергії до площі поперечного перерізу (q_n/A ≤400 Дж/см³).

Податливість конструкції змінює форму кривої деформування, зменшуючи нахил початкової прямої до осі ε, (див. розділ 3) і підвищуючи температуру переходу до пластичних деформацій стиску і вторинних пластичних деформацій розтягу, таким чином обидві границі інтегрування при обчислені об'єму _x (3.1) зростають.

Згідно з прикладом 1.3, податливість закріплення призводить до підвищення температури переходу матеріалу шва до пластичного стану (т.А на рисунку 3.11). Як видно з рисунку 3.11, величина залишкових пластичних деформацій ε_пл=ε`_S+Δ.

Об’єм пластичних деформацій з урахуванням податливості конструкції визначається інтегралом (3.1):

 

.

 

Після підстановки ординат кривої Т_m(у) у (3.2) і інтегрування, одержимо:

 

A_SΔ=А_S∙К_Δ, (3.18)

де

 

 

- коефіцієнт, враховуючий зміну площі A_S.

 

 

Рисунок 3.11 – Напружено-деформований стан стержня, розміщеного

у трубі (приклад 1.3)

 

Для конструкції середньої і великої жорсткості, до яких відносяться більшість зварних конструкцій, Δ<<ε_S і К_Δ≈1, тобто зміною об’єму подовжнього укорочення за рахунок податливості конструкції можна нехтувати.

Більш докладні міркування з цього приводу наведені у [1].

Якщо врахувати усі наведені вище коефіцієнти, формулу для об’єму подовжнього укорочення можна записати у вигляді:

 

, (3.19)

 

де μ_х = –0,335, а коефіцієнти K_σ,K_П,Kδ,K_Т та К_Δ визначаються згідно з попередніми пунктами.