Сварочные напряжения и деформации
Помимо напряжений и деформаций, возникающих в деталях под действием приложенных нагрузок, в них могут быть так называемые собственные напряжения, которые существуют в телах даже при отсутствии воздействия каких-либо внешних сил. Причины образования собственных напряжений весьма многообразны. Одной из них является неравномерный нагрев тела.
Образование термических напряжений и деформаций
Свободный и стесненный нагрев стержня
|
Рис. 9.1 Схема образования напряжений и пластических деформации при нагреве стержня: а) стержень; б) диаграмма σ=f(ε) идеально упруго-пластичного металла |
Рассмотрим вначале образование напряжений в стержне, который вставлен в массивную жесткую деталь без зазора и нагрет до температуры Т (Рис. 9.1, а). Очевидно, что в нем возникнет напряжения сжатия. Если величина деформации αT значительна (Рис. 9.1, б), то напряжения достигнут предела текучести σT, и в стержне произойдут пластические деформации. Величина напряжений при этом будет соответствовать напряжению в точке А (Рис. 9.1, б). При остывании стержня напряжения сжатия в нем уменьшаться, следуя закону упругой разгрузки (прямая АВ), и в точке В окажутся равными нулю. При дальнейшем остывании между стержнем и деталью образуется зазор, где εос — остаточное относительное укорочение стержня, возникшее в результате пластической деформации при нагреве. Если бы стержень был прикреплен к детали, то в нем после остывания возникли бы собственные напряжения растяжения.