Научный отчет № 4961

Название

Анализ напряженного состояния образца при интенсивном температурном воздействии с учетом температурной зависимости теплофизических свойств материала.

Авторы

Юмашев М.В., Юмашева М.А., Краснова П.А., Вергазов М.М., Киселев М.А.

Аннотация

Работа посвящена методам приближенной оценки нестационарных температурных полей и термопрочности образцов, подвергаемых быстрому нагреву лазерным лучом в процессе воздействия на поверхность. Особенностью поставленной задачи является необходимость учитывать как температурную зависимость теплофизических свойств материала, так и пластическое течение в сильно нагретой области. Разработан метод решения нестационарного линейного и нелинейного уравнения теплопроводности, позволяющий оценить температурные поля в среде, в случае наличия больших температурных градиентов и существования выделенного направления распространения тепла. Температурные напряжения анализируются в рамках упруго идеально пластической модели. Дана оценка остаточных напряжений, возникающих после остывания на нагреваемой поверхности. Показано, что при определенном соотношении параметров нагрева и свойств материала остаточные напряжения могут привести к поверхностному растрескиванию, резко повышающему износ рабочей поверхности. Предложены критерий поверхностного растрескивания и некоторые механизмы подавления остаточных напряжений. Проведен аналитический и численный анализ влияния локальности нагрева на напряженно-деформированное состояние образца.

Год публикации

2008 г.

Объём

32 с.

Научный руководитель

Юмашев М.В.

Ключевые слова

лазерная обработка поверхности, температурная зависимость физических свойств материала, необратимые процессы, пластичность, хрупкость, разрушение.