Научный отчет № 5417

Название

Температурные задачи и анализ возможного разрушения в сплошном цилиндре в условиях многократного импульсного нагрева.

Авторы

Локощенко А.М., Юмашев М.В., Картвелишвили Т.А., Гоголева А.С., Малюкова Е.К.

Аннотация

В данной работе рассматривается приближенный метод расчета нестационарных температурных полей, когда имеет место быстрый и интенсивный прогрев однослойной пластины. При этом характер нагрева таков, что можно выделить единственное определенное направление, в котором распространяется тепло. На нагреваемой границе заданной величиной является а) постоянная температура, б) тепловой поток (действует короткими импульсами), в) температура, зависящая от времени, г) поток, зависящий от времени; а на остальных границах теплообменом с окружающей средой в процессе нагрева можно пренебречь. Метод приближенного решения линейного уравнения теплопроводности основан на идее теплового фронта. Получены аналитические формулы, определяющие зависимость температуры от координаты и от времени. Проведено исследование поля напряжений, вызванных быстрым локальным нагревом поверхности материала. Получены аналитические выражения в случае упругого материала. Проведен анализ возможного разрушения. Наиболее вероятным участком возникновения хрупкого разрушения является центр цилиндра. Решена задача оптимизации нагрева по трем параметрам. Показано, что при многократном импульсном воздействии существенно снижается риск возникновения разрушения, что позволит более целенаправленно воздействовать лазерным излучением на обрабатываемую поверхность.

Год публикации

2018 г.

Объём

46 с.

Научный руководитель

Локощенко А.М.

Ключевые слова

одномерное температурное поле, уравнение теплопроводности, приближенный метод решения, температурный фронт, локальный импульсный нагрев лазером, разрушение.