5. Расчет температурного поля при нагреве движущимся источником тепла с помощью математического пакета MathCad

5.1. Ввод данных.

Теплофизические характеристики ( для Cr-Ni стали):

коэффициент температуропроводности

объемная теплоемкость

_{коэффициент теплопроводности}

температура плавления

Параметры описывающие форму детали

толщина пластины

Условия теплообмена с окружающей средой

коэффициент теплоотдачи

коэффициент температуроотдачи

(2)

Параметры режима сварки

начальная температура

скорость сварки

напряжение на дуге

ток дуги

диаметр электрода

Табличные характеристики источника тепла

эффективный КПД процесса

5.2. Расчет характеристик источника тепла.

Эффективная мощность источника тепла

(3)

Погонная энергия

(4)

Ориентировочное значение диаметра и радиуса пятна нагрева (принято по размеру электродной проволоки)

(5)

Коэффициент сосредоточенности источника тепла

(6)

Максимальная плотность мощности в центре пятна нагрева

(7)

Функция пользователя, описывающая распределение плотности теплового потока по пятну нагрева

(8)

Рисунок 5.1. Распределение плотности мощности по пятну нагрева.

5.3. Задание функции, описывающей распределение температуры.

Вспомогательная функция пользователя r=f(x,y), возвращающая расстояние между точкой (x,y) и началом координат на плоскости.

Вспомогательная функция пользователя r=f(x,y,z), возвращающая расстояние между точкой (x,y,z) и началом координат на трехмерном пространстве.

Функция пользователя, описывающая приращение температуры поле в бесконечной пластине, при нагреве линейным источником, для квазистационарного поля

(9)

Функция пользователя, описывающая приращение температуры поле в бесконечной пластине, с теплоизолированной поверхностью, при нагреве линейным источником, для квазистационарного поля

(10)

Функция пользователя, описывающая приращение температуры поле в полубесконечном теле, при нагреве точечным источником, для квазистационарного поля

(11)

Функция пользователя, описывающая квазистационарное температурное поле в бесконечной пластине, при нагреве линейным источником

(12)

Функция пользователя, описывающая квазистационарное температурное поле в бесконечной теплоизолированной пластине, при нагреве линейным источником

(13)

Функция пользователя, описывающая квазистационарное температурное поле в полубесконечном теле, при нагреве точечным источником

(14)

Вычисление значения температуры в точке с координатами (х0,у0)