Остаточные напряжения в термоупругом цилиндре, возникающие в результате послойной наплавки

В статье исследуются остаточные напряжения, возникающие в термоупругом цилиндре в результате послойной наплавки материала на его боковую поверхность. Остаточные напряжения определяются как предельные значения внутренних напряжений, развивающихся в ходе технологического процесса. Причиной внутренних напряжений являются несовместные деформации, которые накапливаются в теле в результате соединения частей с различной температурой. Для анализа внутренних напряжений построено аналитическое решение осесимметричной квазистатической задачи термоупругости для послойно наращиваемого цилиндра. Показано, что распределения остаточных напряжений зависят от сценария процесса наплавки. При этом подвод дополнительного тепла к растущему телу позволяет существенно снизить неравномерность температурных полей и уменьшить интенсивность остаточных напряжений. Наиболее эффективным оказывается неравномерный нагрев, который может быть реализован, например, действием переменного тока с перестраиваемой частотой возбуждения. Это иллюстрируют вычисления, произведенные с помощью построенного аналитического решения.