Температурне поле поверхневого шару металу при періодичній енергетичній дії на поверхню

Abstract

При аналітичному дослідженні поля температур одновимірної однорідної металічної моделі конечної довжини з заданим коефіцієнтом температуропровідності в умовах періодичної (синусоїдальної) дії на її оброблювану поверхню було отримано вираз для відхилення температури від величини миттєвого рівноважного її розподілу в залежності від відстані до поверхні та часу обробки. Отриманий результат має істотні відмінності від подібних аналогів, що зумовлено різною постановкою задачі по відношенню до часу процесу. Застосовуючи одержане рішення для конкретного матеріалу, наприклад для зразка із низько вуглецевої сталі заданої довжини, можна розрахувати температурне поле зразка в довільному часовому зрізі. Особливо важливі результати для початкового інтервалу часу, оскільки вони не відображені в відомих рішеннях. Іn the analytical study of the temperature field of a one-dimensional homogeneous metal model of finite length with a given thermal conductivity under conditions of periodic (sinusoidal) action on its treated surface, an expression was obtained to deviate the temperature from its instantaneous equilibrium distribution depending on the distance to the surface and time. The obtained result has significant differences from similar analogues, which is due to the different formulation of the problem in relation to the time of the process. Applying the obtained solution to a specific material, for example for a sample of low carbon steel of a given length, it is possible to calculate the temperature field of the sample in an arbitrary time slice. The results are especially important for the initial time interval, because they are not reflected in the known solutions.