Расчет изменения по времени значения градиента температур в точке лежащей на поверхности стальной пластины от воздействия непрерывно действующего луча лазера

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНЕВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ»

Расчетно-графическая работа

по дисциплине

«Основы электрофизических методов обработки металлов»

Новосибирск 2010

Задание.

Рассчитать изменение по времени значения градиента температур dT/dZ в точке лежащей на поверхности стальной пластины Ст45  (X=1 мм, Y=0 в неподвижной системе координат) от воздействия непрерывно действующего луча лазера с нормальным распределением интенсивности по сечению луча (Гауссов источник) движущего со скоростью 1,0 см/сек, мощностью 4 квт, коэффициент  поглощения 0,1, коэффициент сосредоточенности 3 см^-2

Дано:

V = 1 см/сек;

p=400 вт;

l = 0,45 Вт/см. град – удельная теплопроводность материала;

r = 7,8 г/см³ – плотность материала;

с = 0,25 Дж/г град. – Теплоемкость.

k = 3 см^-2– коэффициент сосредоточенности;

Решение:

Определим температуру на поверхности(z=0) по формуле:

- коэффициент температуропроводности

Вывод: В ходе работы рассчитали изменение по времени значения градиента температур dT/dZ. Установили, что максимальная температура  на поверхности(z=0мм) в точке x=1мм, y=0 равна 41⁰С,а малые значения температур получаются при z>1 мм.