МЕХАНИКА ФОРМИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ПОВЕРХНОСТНОМ ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Зайдес Семен Азикович , Колесник Алексей Викторович

2017 / Том 21 №1 (120) 2017 [ МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ]

ЦЕЛЬ. Целью работы является изучение механики формирования остаточных напряжений после поверхностного пластического деформирования (ППД) на основе компьютерного моделирования. МЕТОДЫ. Механика ППД при локальном нагружении упругопластического тела рассмотрена на основе конечно-элементного моделирования и программного комплекса ANSYS. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье представлено конечно-элементное моделирование процесса поверхностного пластического деформирования на примере обработки участка стали шаром. Решены статическая и динамическая задачи по определению остаточных напряжений в поверхностном слое после обработки. Описан процесс возникновения спада остаточных напряжений на поверхности, установлена причина возникновения подповерхностного максимума сжимающих напряжений. Показано изменение напряженного состояния в точках очага деформации при ППД. Дана оценка механической части процесса ППД в роли формирования остаточных напряжений. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Проведенное моделирование позволяет сделать вывод о том, что основными причинами смещения максимума остаточных напряжений после ППД на некоторую глубину являются механика формирования остаточных напряжений и особенности движения материала. При этом тангенциальные напряжения имеют больший спад к поверхности по отношению к осевым напряжениям ввиду меньшей интенсивности вторичного течения материала в тангенциальном направлении.

Ключевые слова:

поверхностное пластическое деформирование, компьютерное моделирование, остаточные напряжения, очаг деформации, деформирующий инструмент

Библиографический список:

1. Соколов И.А., Уральский В.И. Остаточные напряжения и качество металлопродукции. М.: Металлургия, 1981. 97 с.
2. Вишняков Я.Д., Пискарев В.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1989. 253 с.
3. Зайдес С.А. Охватывающее поверхностное пластическое деформирование. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2001. 309 с.
4. Зайдес С.А., Исаев А.Н. Технологическая механика осесимметричного деформирования. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. 432 с.
5. Павлов В.Ф., Кирпичев В.А., Вакулюк В.С. Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно-упрочненных деталей по остаточным напряжениям. Самара: Изд-во СНЦ РАН, 2012. 125 с.
6. Отений Я.Н. Формирование остаточных напряжений при обкатывании деталей роликом произвольного типа // Известия вузов. Машиностроение. 2006. № 1. С. 57–62.
7. Поздеев А.А., Няшин Ю.И., Трусов П.В. Остаточные напряжения: теория и практика. М.: Наука, 1982. 111 с.
8. Смелянский В.М., Шапарин А.А. Моделирование процесса упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием // Кузнечно-штампо-вочное производство. 1998. № 7. С.17–22.
9. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978. 152 с.
10. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 2002. 300 с.

Файлы:

• 2.pdf (скачать | просмотреть) - скачано 80 раз