Цель работы: исследовать динамические термоупругие напряжения в элементах конструкции электрического нагревателя, оценить прочность пластины нагревателя.

Термоупругий расчет выполнен в два этапа:

• расчет тепловых режимов (тепловой расчет)

• расчет напряженно-деформированного состояния

В результате расчета тепловых режимов получены поля температур, использованные в качестве нагрузок для расчета напряженно-деформированного состояния.

Расчет тепловых режимов (тепловой расчет)

В качестве нагрузки при расчете тепловых режимов задавалась разность потенциалов на тоководах. Исследован нестационарный процесс нагревания, получены зависимости температуры в контрольных точках пластины нагревателя от времени.

Расчетная модель нагревателя	Результат расчета конструкции. Распределение температур в конструкции в момент времени 300 с

Верификация расчетной модели. Изменение температуры в контрольной точке в расчете и эксперименте

Расчет напряженно-деформированного состояния

При расчете напряженно-деформированного состояния в качестве нагрузки использованы температурные поля полученные в результате расчета тепловых режимов.

Расчетная модель пластины нагревателя	Результат расчета конструкции. Распределения главных максимальных напряжений в момент времени 300 с

Выводы.

В результате исследований отмечено, что расчетные значения механических напряжений в нагревателе превышают предел прочности. Это приводит к разрушению нагревателя, что соответствует результатам экспериментов. Для обеспечения работоспособности нагревателя для всех режимов требовались изменения пространственной геометрии нагревателя или использование нагревателя из другого материала.

ООО «Хекса», 2006 год.