Диссертация (1024714), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

Поэтому значение параметров  M , S M ,    , S ,   , S  ,  max .существенно зависит от химического состава сталей.С учетом этого, в работе [138] эти значения определены на основерезультатов обработки экспериментальных данных и представлены в видеинтерполяционных моделей:ln  M  2 ,1  15,5C  0,96 Mn  0,84 Si  0,77 Cr  0,74 Mo  0,70 Ni  0,30V 4 ,0 Al  0,50W  0,80Cu  13,5C 2 , (2.45)ln S M  0,56  0,41C  0,10 Mn  0,14 Cr  0,30 Mo  2 ,7 Ti  1,1Nb  0,50Cu  1,7C  Mo , (2.46)124ln     0,34  5,2C  18, Mn  0,53Si  0,33Cr  2,9 Mo  1,3Ni  15, W  1,0Cu  51, C 2 , (2.47)ln S     0,91  0,90C  0,09 Mn  0,08Cr  0,34 Mo  0,15 Ni  0,85V  2 ,2Ti  0,43W ,(2.48)ln   0,66  10,0C  1,3Mn  0,48Si  1,3Cr  1,5Mo  1,2 Ni  1,4W  3,5C  Mn  5,9C 2 (2.49)ln S   1,23  0,17 Mn  0,37 Si  0,30Cr  0,50 Mo  0,31 Ni  0,09 Nb  0,43W  0,30Cu , (2.50)C  0,02 1001 %, если 0,02  C  0,4%, 0,81  0,11Mn  0,05Mo  max  100%, если C  0,02%; max(2.51)Следует отметить, что использование данной методики по оценкефазового состава металла шва и ЗТВ позволяет существенно сократить объемтрудоемких металлографических исследований при оценке влияния накачество сварных соединений параметров процесса сварки.2.3.2.

Оценка механических свойств металла шваи зоны термического влиянияПомимо оценки влияния параметров режима сварки на фазовый составметалла шва и ЗТВ, выполненной в работе [138], в последующей работе [139]тех же авторов, рассматривается влияние химического состава шва на егомеханические свойства при дуговой сварке высокопрочных сталей. Вкачестве компонентов фазового состава выбраны мартенсит М, бейнитБисуммарное содержание феррита и перлита Ф+П.Для описания влияния термического цикла сварки на свойства сталииспользуются диаграммы изменения фазового состава и механическихсвойств в зависимости от длительности охлаждения  85 в интервалетемператур 850 ...

500 0С при максимальной температуре нагрева 1350 °С и125длительности охлаждения  =5...200 с. При построении регрессионныхмоделей необходимо учитывать, что они, как правило, имеют локальныйхарактер. Поэтому в работе [139] были учтены возможные взаимодействиямежду легирующими элементами и фазовыми компонентами большинстваконструкционных сталей.Врезультатеобработкиэкспериментальныхданныхполученыследующие интерполяционные модели:HV  309  494C  622C 2  17,7 Mn M  234  122C Á  98  275C  15,4Mn    (2.52)  МПа  662  1610C M  500  460C  120C 2  150V Б 297  1360C  60Mn  140V  Φ  Π (2.53)  [МПа]  662  1610C  M  500  460C  120C 2  150V  Б 187  926C  47Mn  90V Φ  Π (2.54) [%]  12,2  67C 2  1,5Mn  0,76 ln  M  21,3  35,6C  4,0Mn  5,0V  1,84 ln τ  Á  36,5  127C  153C 2  1,16Mn  8,0V  0,66 ln τ Φ  Π (2.55)[%]  48,5  158C  116C 2  0,98 ln M  (53,3  132C  103C 2  5,1Mn  10V  3,4 ln ) Б 65,4  88C  82C 2  6,7Mn  18V  0,6 ln    KCU[МCU[М2 ]  1,06  2,8C  1,3C 2  0,081Mn  0,054 ln M  1,3  1,6C  0,08Mn Б 1,47  1,8C  0,80C2 0,076Mn  0,045ln    (2.56)(2.57)Согласно приведенных в работе [167] данных, погрешность расчётовприиспользованииданныхрегрессионныхмоделейнепревышаетпогрешности от влияния случайных изменений максимальной температуры искорости нагрева, колебаний размеров аустенитных зерен, химическогосостав металла, типа и размера образцов при выполнении опытов.

Схожиеметодические приемы использовали авторы работы [169], при исследованииструктурных превращений в броневых сталях.126Данное обстоятельство позволяет использовать описанную в работах[138, 139, 167] методику и при выборе оптимального химического составаэлектродной проволоки, обеспечивающей необходимые свойства сварныхсоединений.2.4. Модель напряженного состояния металла при многодуговой сваркепо узкому зазоруКак уже отмечалось в главе 1, для оценки влияния на качество сварныхсоединений параметров процесса различных способов сварки плавлениемперспективно использование расчетных методов исследований.

В настоящеевремя расчетные методы широко применяют для исследований напряженнодеформированного состояния сварных соединений и их механическихсвойствах [170, 171]. Однако данных о напряженно-деформированномсостоянии сварных соединений и их механических свойствах, необходимыхдля подтверждения эксплуатационных характеристик специальной техники,по-прежнему недостаточно [172, 173]. К сожалению, подобные данныехарактеризуются значительной неопределенностью и невысокой степеньюдостоверности. Связано это не только с фазовыми превращениями в металлешва и разнородностью его микроструктуры, но и тем обстоятельством, чтонапряженно-деформированное состояние любых сварных конструкцийопределяется сочетанием как рабочих напряжений при их эксплуатации, таки остаточных сварочных напряжений, возникающих при ее изготовлении[174].Для оценки напряженно-деформированного состояния нагруженныхметаллоконструкцийвозможноприменениеметодовнеразрушающегоконтроля [175], однако их применение на стадии разработки технологиисварки затруднено.

Наиболее сложна оценка ОСН из-за большого количестваразнообразных факторов, влияющих на их значения. Для оценки влияниятаких факторов, как форма разделки кромок и тепловложение в сварочную127ванну перспективно использование расчетных методов исследований,например,сприменениемпрограммногокомплекса«Сварка»,разработанного в МГТУ им. Н.Э. Баумана и успешно применяемого длярешения целого ряда прикладных задач [176].Комплекс (рис. 2.11) состоит из программных средств подготовки ианализа исходных данных, а также средств построения многомерныхмоделей блоком решающих модулей в интерактивном режиме, средстввизуализации результатов решения в виде изолиний и диаграмм.Препроц ессорИ сходные данные для моделированияГеометрия иразмерыБДМатериалыГеометрическаямодельВн ешниевоздействияСвойстваматери аловГраничныеусловияФизическая модельМ оделирование процессов в сварной конструкцииПроцес сорПротекание электрического токаРаспространение теплоты и фазовы е превращенияДиффузия водорода и других при месейДеформации, повреждение и разрушение металлаРезуль таты расчетов:Постп ро цессорпараметры электрического, теплового и деформационного полей,текущие фазовый состав и свойства материала, распределениеп римесей, п оврежденностьГрафическое представление результатовЦветные изолини и н а поверхности и в сеченияхЭпю ры по секущим прямым и изолиниямЗави симости параметров от времени и друг от другаРис.

2.11. Блок-схема программного комплекса «Сварка» [176]128Комплекс«Сварка»обеспечиваетмоделированиепроцессов,протекающих при сварке, в частности, распространение теплоты отнеподвижных и подвижных источников и образование напряжений идеформаций металла под действием нагрузок и неравномерного нагрева.Построение геометрической модели является наиболее сложным итрудоемким этапом подготовки данных.

Сварочная специфика сеткиконечных элементов состоит в ее сгущении в зонах больших градиентовтемпературы и концентрации напряжения. Информация о материалах моделисостоит из двух частей. Во-первых, каждый из имеющихся в моделиразличных материалов привязан к определенным частям модели. Эти данныевводятся на этапе построения геометрической модели. Во-вторых, длякаждого материала предусмотрен ввод, независимо от остальных, комплексатеплофизических и механический свойств. Все характеристики вводятся ввиде функций (главным образом, от температуры), заданных таблично.Поскольку при сварке в сталях происходит целый ряд фазовых превращений[177], для каждого материала предусмотрено хранение комплекса свойствкаждой из входящих в его состав фаз. Свойства в элементе на каждом шагерешения рассчитываются по свойствам входящих в этот материал фаз путеминтерполяции с учетом их процентного содержания.

После ввода всехсвойств материалов математическая модель превращается в физическую,способную адекватно реагировать на внешние воздействия, задаваемые ввиде граничных условий. Для всех внешних границ вводятся условия 1, 2 или3 рода в виде функций от времени. Частным случаем условия 2 рода примоделированиитепловыхпроцессовявляетсядвижениеразличныхсварочных источников. Вместе с граничными условиями вводится задание намоделирование в виде количества и перечня стадий технологическогопроцесса. В пределах каждой стадии состав граничных условий остаетсяпостоянным. Прекращение действия какого-либо условия или появлениенового условия происходит при переходе к следующей стадии.

Характеристики

Список файлов диссертации