Определение остаточного напряженного состояния патрубков высокого давления при алмазном выглаживании

Проведено моделирование финишной отделочно-упрочняющей обработки осесимметричных цилиндрических деталей типа арматурных узлов высокого давления с уплотнением металл по металлу патрубка и штока. Разработана конечно-элементная модель алмазного выглаживания, дающая возможность определять напряженное состояние в очаге деформации в зависимости от подачи, угла отклонения рабочего инструмента, его усилия прижатия к заготовке и глубины внедрения в материал детали. Анализ результатов моделирования выявил диапазон оптимальных режимов для алмазного выглаживания. Конечно-элементное моделирование с применением программы ANSYS Workbench Mechanical позволило апробировать те режимы выглаживания, которые трудно реализовать экспериментально. Выявлены наиболее значимые факторы, оказывающие влияние на формирование максимальных остаточных напряжений в поверхностном слое затворных узлов арматуры высокого давления. Определены максимальные сжимающие остаточные напряжения, значения которых не превышают предел текучести материала затворных узлов.

Литература

[1] Зайдес С.А. Новые способы поверхностного пластического деформирования при изготовлении деталей машин. Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2018, т. 16, № 3, c. 129–139, doi: 10.18503/1995-2732-2018-16-3-129-139

[2] Волков А.Н., Сазонов М.Б., Чигринев И.А. Исследование влияния методов ППД на структуру поверхностного слоя и сопротивление усталости. Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, 2012, № 3(34), с. 153–156.

[3] Николаева Е.П., Машуков А.Н. Оценка остаточных напряжений в наплавках седел клапанов высокого давления. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2017, № 7, с. 26–29.

[4] Зайдес С.А., Емельянов В.Н. Влияние поверхностного пластического деформирования на качество валов. Иркутск, ИРНИТУ, 2017. 380 c.

[5] Зайдес С.А., Кыонг Н.К. Новые технологические возможности отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием. Наукоемкие технологии в машиностроении, 2017, № 3(69), с. 25–30.

[6] Торбило В.М. Расчет оптимального усилия при алмазном выглаживании. Станки и инструмент, 1970, № 2, с. 25–26.

[7] Николаева Е.П. Применение метода шумов Баркгаузена для контроля упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2013, т. 15, №6 (2), с. 428–431.

[8] Кузнецов В.П., Смолин И.Ю., Дмитриев А.И., Коновалов Д.А., Макаров А.В., Киряков А.Е., Юровских А.С. Конечно-элементное моделирование наноструктурирующего выглаживания. Физическая мезомеханика, 2011, т. 14 (6), с. 87–97.

[9] Abul’khanov S.R., Goryainov D.S., Skuratov D.L., Shvetcov A.N. Formation of the surface layer in diamond smoothing. Russian Engineering Research, 2015, vol. 35, pp. 147–149, doi: 10.3103/S1068798X15020033

[10] Lasitsa M.A., Churankin V.G., Derkach V.V. Parameter’s Optimization of Surface Plastic Deformation Corrosion-resistant Steel by Computer Simulation. Mechanics and Mechanical Engineering, 2018, vol. 22, no. 4, pp. 991–997.

[11] Севостьянов А.С., Лукьянов А.А., Бобровский И.Н. Моделирование процесса обработки поверхностно-пластическим деформированием. Интеллектуальный потенциал XXI века: ступени познания, 2014, № 23, с. 149–153.

[12] Бруяка В.А., Фокин В.Г., Солдусова Е.А., Глазунова Н.А., Адеянов И.Е. Инженерный анализ в Ansys Workbench. Ч. 1, Самара, СамГТУ, 2010. 271 с.

[13] Зайдес С.А., Нгуен Ван Хинь. Влияние направления и геометрии рабочего инструмента на напряженно-деформированное состояние при осциллирующем выглаживании цилиндрических деталей. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2018, № 8, с. 28–36, doi: 10.18698/0536-1044-2018-8-28-36

[14] Chen X., Liu Y. Finite Element Modeling and Simulation with ANSYS Workbench. CRC Press, 2014. 411 p.

[15] Друянов, Б.А., Непершин Р.И. Теория технологической пластичности. Москва, Машиностроение, 1990. 271 с.