Оценка влияния направления упрочненных армированных волокон на деформирующую способность цилиндрических деталей

На основе конечно-элементного моделирования в компьютерной программе ANSYS исследовано влияние ориентации армированных волокон на деформационные характеристики цилиндрических деталей при растяжении, изгибе и кручении. При растяжении и кручении продольное расположение волокон обеспечивает максимальную жесткость и прочность, а поперечное повышает пластичность и способность к поглощению энергии деформаций. При изгибе продольное расположение волокон также обеспечивает наибольшую жесткость, тогда как поперечное расположение волокон вызывает наибольший прогиб и целесообразно при значительных деформациях. Полученные результаты можно использовать для выбора направления волокон в зависимости от условий нагружения и требований к прочности и пластичности деталей.
EDN: OHOISU, https://elibrary/ohoisu

Литература

[1] Витязь П.А., Панин В.Е., Белый А.Б. и др. Механика пластической деформации и разрушения поверхностно упрочненных твердых тел в условиях трения. Физическая мезомеханика, 2002, т. 5, № 1, с. 15–28.

[2] Алиев А.А., Булгаков В.П., Приходько Б.С. Качество поверхности и свойства деталей машин. Вестник Астраханского государственного технического университета, 2004, № 1, с. 8–12.

[3] Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. Москва, Машиностроение, 2002. 299 с.

[4] Макаров П.В., Еремин М.О. Модель разрушения хрупких и квазихрупких материалов и геосред. Физическая мезомеханика, 2013, т. 16, № 1, с. 5–26.

[5] Kwon Y.W. Revisiting failure of brittle materials. J. Pressure Vessel Technol., 2021, vol. 143, no. 6, art. 064503, doi: https://doi.org/10.1115/1.4050989

[6] Дерюгин Е.Е. Модель трещины с градиентами пластической деформации. Физическая мезомеханика, 2022, т. 25, № 1, с. 43–65, doi: https://doi.org/10.55652/1683-805X_2022_25_1_43

[7] Brach S., Tanné E., Bourdin B. et al. Phase-field study of crack nucleation and propagation in elastic-perfectly plastic bodies. CMAME, 2019, vol. 353, pp. 44–65, doi: https://doi.org/10.1016/j.cma.2019.04.027

[8] Макеев Д.Н. Влияние вводимых легирующих элементов на свойства стали. Вестник СГТУ, 2012, № 1, с. 92–98.

[9] Дорофеев Ю.Г., Михайленко С.С., Бабец А.В. и др. Влияние химико-термической обработки на структуру и свойства низколегированных порошковых сталей. Известия высших учебных заведений. Северо-кавказский регион. Технические науки, 2004, № S5, с. 37–40.

[10] Зайдес С.А., Нгуен Х.Х. Влияние параметров реверсивного поверхностного пластического деформирования на шероховатость упрочненных деталей. Вестник ВГТУ, 2023, №?1, с.?120–130, doi: https://doi.org/10.36622/VSTU.2023.19.1.018

[11] Родионов И.В. Анализ структуры поверхностного слоя, его качества и влияния на эксплуатационные свойства деталей. Современные материалы, техника и технологии, 2020, № 3, с. 42–47.

[12] Тамаркин М.А., Тищенко Э.Э., Лебеденко В.Г. Повышение качества поверхностного слоя деталей при обработке поверхностным пластическим деформированием в гибких гранулированных средах. Вестник ДГТУ, 2009, т. 9, № 3, с. 213–224.

[13] Паршин С.В. Конечно-элементное моделирование в решении прочностных задач машиностроения. Екатеринбург, ИНМТ УрФУ, 2024. 68 с.

[14] Жидков А.В. Применение системы ANSYS к решению задач геометрического и конечно-элементного моделирования. Нижний Новгород, ННГУ, 2006. 115 c.

[15] Тимошенко С.П. Сопротивление материалов. Т. 1, 2. Москва, Наука, 1965. 364 с., 480 с.

[16] Кожаринова Л.В. Основы теории упругости и пластичности. Москва, Изд-во АСВ, 2010. 136 c.

[17] Новожилов В.В. Теория упругости. Санкт-Петербург, Политехника, 2012. 409 с.

[18] Бобровский Н.М. Технология обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием без применения смазывающе-охлаждающих технологических средств. Самара, СамНЦ РАН, 2012. 142 с.