Влияние кинематики тороидального инструмента на остаточное напряженно-деформированное состояние поверхностного слоя деталей машин

Рассмотрен подход к увеличению сжимающих остаточных напряжений при поверхностном пластическом деформировании деталей машин. Техническая идея основана на рассмотрении кинематики рабочего инструмента. Предложен новый процесс упрочнения детали, основанный на круговой осцилляции рабочего инструмента. Для доказательства эффективности новой кинематики инструмента использовано конечно-элементное моделирование, которое позволило определить остаточные напряжения, возникающие при упрочнении деталей машин. Установлено, что с точки зрения увеличения остаточных напряжений осциллирующее движение рабочего ролика значительно эффективнее, чем статическое.

Литература

[1] Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Москва, Машиностроение, 1987. 328 c.

[2] Алексеев П.Г. Повышение износостойкости стальных деталей путем поверхностного упрочнения. Станки и инструмент, 1968, № 1, с. 7–9.

[3] Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. Москва, Машиностроение, 2002. 300 с.

[4] Белов В.А. Поверхностное упрочнение плоскостей повышает их износостойкость. Машиностроитель, 1966, № 9, 19 с.

[5] Сулима А.М., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. Москва, Машиностроение, 1988. 239 с.

[6] Зайдес С.А. Остаточные напряжения и качество калибрированного металла. Иркутск, Изд-во ИрГТУ, 1992. 200 с.

[7] Brown M., Wright D., Saoubi R.M. et al. Destructive and non-destructive testing methods for characterization and detection of machining-induced white layer: a review paper. CIRP J. Manuf. Sci. Technol., 2018, vol. 23, pp. 39–53, doi: https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2018.10.001

[8] Блюменштейн В.Ю., Махалов М.С. Влияние режимов на формирование остаточных напряжений в поверхностном слое при размерном совмещенном обкатывании. Обработка металлов, 2008, № 2, с. 15–22.

[9] Остаточные напряжения и методы регулирования. Москва, Институт проблем механики АНСССР, 1982. 412 с.

[10] Поляк М.С. Технология упрочнения. Т. 2. Москва, Машиностроение, 1995. 688 с.

[11] Зайдес С.А., Нгуен Х.Х. Способ поверхностного пластического деформирования наружных поверхностей тел вращения. Патент РФ 2758713. Заявл., 14.01.2021, опубл. 01.11.2021.

[12] Chen X., Liu Y. Finite element modeling and simulation with ANSYS workbench. CRC Press, 2014. 411 p.

[13] Бруяка В.А., Фокин В.Г., Кураева Я.В. Инженерный анализ в ANSYS Workbench. Ч. 2. Самара. СамГТУ, 2013. 75 с.

[14] Баков К.А. ANSYS. Справочник пользователя, Москва, ДМК Пресс, 2005. 650 с.

[15] Зайдес С.А., Исаев А.Н. Технологическая механика осесимметричного деформирования. Иркутск, Изд-во ИрГТУ, 2007. 432 с.

[16] Вишняков Я.Д., Пискарев В.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. Москва, Металлургия, 1989. 253 с.

[17] Bi Y., Yuan X., Lv J. et al. Effect of yield strength distribution welded joint on crack propagation path and crack mechanical tip field. Materials, 2021, vol. 14, no. 17, art. 4947, doi: https://doi.org/10.3390/ma14174947

[18] Кречетов А.А., Блюменштейн В.Ю. Модель процесса накопления деформации на стадии циклической долговечности. Упрочняющие технологии и покрытия, 2005, № 4, с. 11–13.

[19] Дрозд М.С., Матлин М.М., Сидякин Ю.И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. Москва, Машиностроение, 1986. 224 с.

[20] Букатый С.А. Деформации лопаток турбомашин после обработки поверхности. В: Вопросы прочности элементов авиационных конструкций. Куйбышев, КуАИ, 1986, с. 72–79.