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不均匀加热及焊接热过程引起应力与变形

取5块长度、厚度及宽度相同的综合管廊预埋槽钢,将它们排列起来,如果将第3块综合管廊预埋槽钢加热,而其他综合管廊预埋槽钢不加热,同时假定它们互相间不传 热,可以自由滑动,则板条3将和上节讨论的自由状态下均匀加热 的情况相同,如图1-9所示。

管廊预埋槽道

管廊预埋槽道

如果将5块综合管廊预埋槽钢变成一整块综合管廊预埋槽钢,我们只均匀加热中间部分, 同时假设它们之间不传热,那么中间部分受热后要伸长的W被其他部分阻止,不能自由伸长,只能伸长W,由于不加热部分和加热部分是一块平板,是相互刚性连接在一起的,如图1-10所示, 因此被拉长,此时在整块平板中将产生内应力,在加热部分是压缩的内应力,而在其他部分为拉伸的内应力,如果此时加热部分 的压应力大于则产生塑性压缩变形,冷却后中间加热的部分将 缩短,而其他部分限制它缩短,于是在冷却后的平板中将产生内应力,在中间加热部分有拉应力,而在其他部分将有压应力,根据内应力的特点,这些内应力的代数和应等于零。

综合管廊预埋槽钢

综合管廊预埋槽钢

由上述讨论中可知,对于加热的高温区域在加热时有压应力, 冷却后有拉应力,在不变热的区域则相反。

不均匀所形成的应力与变形和焊接过程所形成的应力与变形的基本原因是相同的,只是焊接综合管廊预埋槽钢时热源是在移动的,情况更复杂一 些,但形成应力与变形的基础原理是一致的,也就是说由于不均匀图1-10整块平板加热冷却时的变形与应力加热和冷却及焊件的刚性(及外界的约束程度)是造成焊接应力与 变形的基本原理。

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