Міцність та експлуатаційна надійність  біметалевих контактних термоперетворювачів

Богдан Дробенко; Тетяна Бардин

doi:10.15407/fmmit2023.38.099

Богдан Дробенко
Тетяна Бардин

DOI: https://doi.org/10.15407/fmmit2023.38.099

Ключові слова: комп’ютерне моделювання, метод скінченних елементів, напружено-деформований стан, міцність, експлуатаційна надійність

Анотація

Внаслідок різних фізико-механічних характеристик складових біметалевий контактний термоперетворювач при нагріванні деформується і його переміщення несуть інформацію про вимірювану температуру об'єкту чи середовища. Однак температурні напруження часто призводять до порушення міцності зчеплення між складовими пластинами термоперетворювача і спричиняють частковий або повний розрив між ними. З метою збільшення експлуатаційної надійності термометричної системи запропоновано робити проміжок між пластинами, пластину з більшим коефіцієнтом температурного розширення виконати у вигляді секцій, які впираються в бурти, зроблені на пластині з меншим коефіцієнтом температурного розширення, завдяки чому термоперетворювач
зберігає свою цілісність. За рахунок такого конструкційного виконання термоперетворювач вирізняє істотно вища надійність та працездатність при довготривалому циклічному тепловому навантаженні. Засобами математичного й комп’ютерного моделювання в межах теорії термопружності досліджено міцність запропонованої конструкції біметалевого термоперетворювача. Показано, що завдяки такій конструкції термоперетворювач зберігає свою цілісність до температур порядку 850 °С.

Посилання

Bardin T.P., Yakovlev M.Yu., Vankevich P.I., Drobenko B.D. Termochutlyvyi element / Patent na korysnu model № 119343. Zareiestrovano v Derzhavnomu reiestri patentiv Ukrainy na korysni modeli 25.09.2017, Biul. № 18. Zaiavka № u2017 0567 vid 20.03.2917. Rishennia pro vydachu patentu vid 20.08.2917r.

Modeliuvannia ta optymizatsiia v termomekhanitsi elektroprovіdnikh neodnorіdnikh til /Pid zah. red. Ya.Y. Buraka, R.M. Kushnіra. T.4: Termomekhanika mahnetshuvanykh elektroprovіdnikh termochutlyvykh til / O.R. Hachkevich, B.D. Drobenko. – Lviv: SPОLOM, 2010. –256 s.

Braslavskiy D.A. Pribory i datchiki letatelnykh apparatov. - M.: Mashinostroenie, 1980. - 392 s.

Rozin L.A. Variatsionnye postanovki zadach dlya uprugikh sistem. – L.: Izd-vo Leningrad. un-ta, 1978. –224 s.

Dyuvo G., L'ions Zh.-L. Nieravenstva v mekhanike i fizike. – M.: Nauka, 1980. – 384 s.

Zenkevich O., Morgan K. Konechnye elementy i approksimatsiia. – M.: Mir, 1986. – 318 s.

Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. Finite Element Method: Vol. 1. The Basis. – London:ButterworthHeinemann, 2000. – 689 p.

Bathe K.J. Finite Element Procedures Analysis. – Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1995. – 1037 p.

Zienkiewicz O.C., Wood W.L., Nine N.W. A unified set of single step algorithm. Part 1: general formulation and applications // Int. J. for Num. Meth. in Eng. – 1984. – 20. –P. 1529–1552.

Tablitsy fizicheskikh velichin. Spravochnik / Pod red. akad. I.K. Kikoina. – M.: Atomizdat, 1976. –1008 s.