filebar
Методические пособия по сварочным работам

Элементы теории потоков в приложении к контактной сварке – часть 2

Уравнение Фурье (57) и Максвелла (58) и (59) относятся к неустановившимся тепловым и электромагнитным процессам. Если же речь идет о потоках стационарных, т. е. установившихся во времени, то для этих случаев применимо уравнение Лапласа давление, электрический потенциал и т. д. Оставляя в стороне известную технику решения уравнения (88) для конкретных задач, представим несколько частных его решений и предусмотрим подобие только теплового потока и электрического тока.

Схемы дают возможность производить вычисление установившихся потоков тепла или установившегося электрического тока, если в том и другом случае в качестве потенциальных функций принимать соответственно температуру Т или электрический потенциал Е.

Рассмотрим несколько расчетных формул теплопроводности и электрического сопротивления для некоторых характерных геометрических фигур. Жирными стрелками на показано поступление тепла или электрического тока, многими тонкими стрелками отмечается направленность тепла или электрического тока при их растекании от данной геометрической фигуры в пространство.

Теплопроводность среды, окружающей данную геометрическую фигуру, обозначена через коэффициент теплопроводности %, электрическую проводимость и удельное сопротивление среды соответственно обозначим через g и р.

На рисунках, относящихся к электрическому току, сопротивления отдельных участков растекания для наглядности вычислений представлены в виде условных реостатиков. Все диаметры шаров, круглых пластин, цилиндров обозначены в формулах буквой d и не показаны.

Обратим внимание на схему электрического сопротивления. Если ток подводится к бесконечно тонкой пластинке и от нее расходится в пространство по обе стороны пластинки, то получаются как бы две параллельных ветви с сопротивлением р.

Если же ток подводить так, чтобы он пронизывал пластинку диаметром d, то тогда сопротивление, которое будет преодолевать ток, составится уже из двух последовательно включенных ветвей с сопротивлением каждой Следовательно, суммарное сопротивление такой электрической системы равно.

Геометрическую фигуру, а можно рассматривать как идеальный физический контакт двух полубесконечных объемов металла, образующих по кругу диаметром d непрерывную кристаллическую структуру.

Схема, а показывает искривление силовых линий электрического тока относительно круга физического контакта. Этот факт искривления линий тока и обусловливает эффект кон-центрированного относительно круга контактирования электрического сопротивления контакта. Такое именно толкование локализованного электрического сопротивления дает и теоретическая электротехника.

Если фигуры А и В  связаны электрическими силовыми линиями, то сопротивление по пути единичной трубки равно.

В этих записях переменная величина сечения каждой трубки AS является функцией ее длины, т. е.

Таким образом видно, что чем больше кривизна силовой трубки тока, тем большим оказывается сопротивление и единичной трубки и целой группы их в сечении 5.

Несколько характерных геометрических фигур, представленных, тоже могут рассматриваться как модели контактов, разнообразных по конструкции.

Электрические сопротивления при идеальном физическом контактировании каждой из этих фигур с окружающей средой обусловливаются различным (в зависимости от геометрии фигуры) искривлением линий электрического тока. Отсюда и различные формулы для расчета этих сопротивлений. Вполне поэтому уместно и называть геометрическим сопротивлением контакта ту его составляющую, которая обусловливается искривлением линий электрического тока относительно площади фи-зического контактирования.

Так, например, если два круглых стержня диаметром D импульсным включением тока сварены по кругу диаметром d, то они образовали по площади этого круга физический контакт. Искривление линий электрического тока относительно круга физического контакта обусловливает геометрическое сопротивление контакта. Для данной стыковой модели величина геометрического сопротивления контакта  может быть вычислена по известной формуле, где р — удельное сопротивление металла вокруг площади круга физического контакта.

Яндекс.Метрика