Investigation of the residual stresses, deformations, displacements under induction surfacing of the thin construction parts taking into account the combined screening of the thermal and electromagnetic fields

Abstract

Запропоновано математичну модель для визначення полів залишкових напружень, деформацій та переміщень, які виникають у процесі індукційного наплавлення тонких сталевих дисків порошкоподібними твердими сплавами з використанням комбінованого екранування теплових та електромагнітних полів. Модель побудовано на основі припущення, що основними причинами виникнення полів залишкових напружень, деформацій та переміщень є різні механічні та теплофізичні характеристики основного і наплавлюваного металів і в процесі наплавлення здійснюється тільки пружне деформування. Використано рівняння теорії тонких пластин. Отримано аналітичні розв’язки, які дозволяють визначати залишкові переміщення, напруження та деформації при індукційному наплавленні тонких сталевих дисків в залежності від геометричних розмірів диска і наплавлюваного шару, а також механічних та теплофізичних їх характеристик.Mathematic model for finding residual stresses fields, deformations and displacements appeared under induction surfacing of the thin steel disks by the powder-like hard alloys using the combined screening of the thermal and electromagnetic fields was proposed. The model is built basing on the assumption that the main reasons of the residual stress fields, deformations and displacement appearance are different mechanical and thermophysical characteristics of the basic and surfacing metals and the fact that while surfacing only elastic deformation is available. The equations of the thin plates theory are used. Analytical solvings, which made possible to identify the residual displacements, stresses and deformations under induction surfacing of thin steel disks depending on the geometric dimensions of the dish and surfacing layer, as well as the mechanical and thermal-physical characteristics, are obtained