Modern high technologiesrae.ru
Scientific journal

Modern high technologies

ISSN 1812-7320VAK ListRSCI IF = 1,279

ВЫДЕЛЕНИЕ ТЕПЛА ТОЧЕЧНЫМ ИСТОЧНИКОМ ТОКА В ПЛАСТИНЕ

Гришин О.П. , Гришина Е.В. , Настин А.А. , Isaev Yu.M.
Сложность тепловых явлений, происходящих при электромеханической обработке деталей, определяется взаимодействием большого количества факторов, от которых они зависят. Если принять, что электрический ток распространяется в детали прямолинейно во всех направлениях от центра контакта, то для каждого момента можно себе представить некий электросиловой конус с радиусами в сечении l1 и l2, который является как бы проводником для данного участка электрической цепи.

Если к материалу приложить разность потенциалов U, по которому течет ток I, то сопротивление проводника определяется по формуле R = U / I.

В свою очередь сопротивления проводника длиной l и площадью поперечного сечения S определяется зависимостью R = ρl / S, где коэффициент пропорциональности с является удельным сопротивлением.

Поскольку кинетическая энергия электронов при прохождении зарядом dq разности потенциалов U записываются в виде dE = Udq. Разделим теперь обе части этого выражения на dt и получим , где P = UI - потери электрической мощности или джоулевы потери можно записать как P = I2R, которая преобразуется в тепло. При подстановке сопротивления получим: P = I2ρl / S . На элементе длины dl  выделяется мощность , при площади полусферы  радиусом l это выражение запишется . Проинтегрируем , получим:

.

Из этой зависимости видно, что потери мощности, а, следовательно, тепловыделение пропорционально силе тока в квадрате и наиболее интенсивное тепловыделение будет происходить в месте контакта и затем, по мере углубления, резко падать. В пределе при l2→∞ получим, что .

Таким образом, полученная математическая модель тепловыделения, возникающего при электромеханическом воздействии на материал, позволяет изучить особенности изменения температурных полей, которые в дальнейшем могут использоваться в расчетах, связанных с определением геометрии и расположения структурных зон напряженно-деформированного состояния обрабатываемого материала и других параметров.


Bibliographic Reference

Гришин О.П., Гришина Е.В., Настин А.А., Isaev Yu.M. ВЫДЕЛЕНИЕ ТЕПЛА ТОЧЕЧНЫМ ИСТОЧНИКОМ ТОКА В ПЛАСТИНЕ // Modern high technologies. 2008. No. 3. pp. 50-50;
URL: http://www.top-technologies.ru/en/article/view?id=23317 (accessed: 18/08/2026).