题目
试用下图轨道[1]铸件分析热应力的形成原因,并用虚线表示铸件的变形方向。
试用下图轨道[1]铸件分析热应力的形成原因,并用虚线表示铸件的变形方向。

题目解答
答案
答:由于铸件的壁厚不均匀,各部分的冷却速度不同,在同一时期铸件各部分收缩不一致,
铸件内部各处存在的应力状态也不同。铸件冷却至室温,壁厚处留存残余拉应力,导致 压缩变形;壁薄处留存残余压应力,导致拉伸变形,变形方向如图所示。

解析
步骤 1:铸件冷却过程中的不均匀收缩
铸件在冷却过程中,由于壁厚不均匀,各部分的冷却速度不同。壁厚处冷却速度较慢,而壁薄处冷却速度较快。这导致铸件在冷却过程中各部分收缩不一致。
步骤 2:热应力的形成
由于冷却速度的差异,铸件内部各处存在不同的应力状态。壁厚处由于冷却速度较慢,收缩受到限制,因此留存残余拉应力;壁薄处由于冷却速度较快,收缩较大,因此留存残余压应力。
步骤 3:铸件的变形方向
由于壁厚处留存残余拉应力,导致铸件在该处发生压缩变形;壁薄处留存残余压应力,导致铸件在该处发生拉伸变形。因此,铸件的变形方向如图所示,用虚线表示。
铸件在冷却过程中,由于壁厚不均匀,各部分的冷却速度不同。壁厚处冷却速度较慢,而壁薄处冷却速度较快。这导致铸件在冷却过程中各部分收缩不一致。
步骤 2:热应力的形成
由于冷却速度的差异,铸件内部各处存在不同的应力状态。壁厚处由于冷却速度较慢,收缩受到限制,因此留存残余拉应力;壁薄处由于冷却速度较快,收缩较大,因此留存残余压应力。
步骤 3:铸件的变形方向
由于壁厚处留存残余拉应力,导致铸件在该处发生压缩变形;壁薄处留存残余压应力,导致铸件在该处发生拉伸变形。因此,铸件的变形方向如图所示,用虚线表示。