第0章 绪论
0.2 电热效应裂纹止裂的基本原理及意义
1.电磁热效应裂纹止裂的基本原理
众所周知,向带有裂纹的导电体内通人电流,会伴随着焦耳热的产生出现质动力的作用。在不考虑质动力、电效应同变形及温度场耦合的情况下,由系统的电动力学方程可确定裂纹前缘附近的电磁场,从而可解得焦耳热源的分布,再从所建立的带有热源的热传导方程中求得温度场的分布。为了达到良好的止裂效果,通人电流的方向一般应垂直裂纹的走向。裂纹的存在导致了电流的绕流和集中。同时,在非导电的裂纹**周围,由于欧姆的损耗使材料加热。这样,在电磁场对变形和导热性的影响只是同焦耳热的作用有关的假设条件下,使得电动力学方程和热弹性方程有连续解。从而,可以得到通电瞬间或者裂纹开裂瞬间电磁场的具体表达式,由此即可确定非稳态温度场及裂纹前缘处的应力、应变状态。
由于裂纹���存在,引起电流绕流的集中效应是非常明显的。这种效应会使裂纹前缘附近小范围内强化加热,足以达到使材料熔化的程度。随着温度的升高,裂纹前缘处的曲率半径增大,可达到2个~3个数量级,并局部迸发爆炸形成焊口。这样,不但减少甚至是消除了裂纹前缘处的应力集中,而且在裂纹前缘处会产生相当大的热压应力。这就意味着在制止裂纹扩展时,允许利用上述的磁热效应**形成裂纹主干线的势能源,从而达到止裂的目的。
……