Исследование влияния упрочнения поверхности на предел выносливости цилиндрических образцов из различных сталей по остаточным напряжениям образца-свидетеля
Автор: Сазанов Вячеслав Петрович, Вакулюк Владимир Степанович, Кирпичв Виктор Алексеевич, Шадрин Валентин Карпович, Павлов Валентин Фдорович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 1-2 т.18, 2016 года.
Бесплатный доступ
Исследование посвящено изучению возможности прогнозирования предела выносливости цилиндрических образцов различного диаметра (10-50 мм) из сталей 20, 45, 40Х, 30ХГСА с круговыми надрезами полукруглого профиля радиуса 0,3 мм после опережающего поверхностного пластического деформирования (пневмо- и гидродробеструйная обработка) по остаточным напряжениям (первоначальным деформациям) образца-свидетеля (втулка диаметром 51,5х45 мм), упрочнённого одновременно с гладкими образцами. Установлено, что сжимающие остаточные напряжения, рассчитанные в гладких образцах диаметром 10-50 мм по первоначальным деформациям образца-свидетеля, незначительно (до 10%) отличаются от определённых экспериментально. По разработанной ранее методике с использованием критерия среднеинтегральных остаточных напряжений были вычислены приращения пределов выносливости упрочнённых образцов с надрезами. Установлено, что расчётные значения приращений пределов выносливости при изгибе в случае симметричного цикла образцов с надрезами отличаются от экспериментальных не более, чем на 11%.
Поверхностное пластическое деформирование, пневмодробеструйная обработка, гидродробеструйная обработка, образец-свидетель, остаточные напряжения, первоначальные деформации, образцы с надрезами, предел выносливости
Короткий адрес: https://sciup.org/148204382
IDR: 148204382 | УДК: 621.787:539.319
Research the influence of surface hardening on the endurance limit of cylindrical specimens from various steels on the residual stresses of reference specimen
Research is devoted to studying the possibility of forecasting the endurance limit of cylindrical specimens of various diameter (10-50 mm) from steels 20, 45, 40H, 30HGSA with circular cuts of semicircular profile of 0,3 mm radius after advancing superficial plastic deformation (pneumo - and hydroshot-blasting processing) on the residual stresses (initial deformations) of the reference specimens (the plug with diameter of 51,5х45 mm) hardened simultaneously with smooth specimens. It is established that the compressive residual stresses calculated in smooth specimens with a diameter of 10-50 mm on initial deformations of reference specimen, slightly (to 10%) differs from defined experimentally. By the method developed earlier with use of the average integral residual stresses criterion the endurance limits increments of hardened specimens with cuts have been calculated. It is established that calculated values of endurance limits increments under bending in a case of symmetric cycle for specimens with cuts differ from experimental no more, than for 11%.
Список литературы Исследование влияния упрочнения поверхности на предел выносливости цилиндрических образцов из различных сталей по остаточным напряжениям образца-свидетеля
- Павлов, В.Ф. О связи остаточных напряжений и предела выносливости при изгибе в условиях концентрации напряжений//Известия вузов. Машиностроение. 1986. №8. С. 29-32.
- Павлов, В.Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сообщение I. Сплошные детали//Известия вузов. Машиностроение. 1988. №8. С. 22-26.
- Павлов, В.Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сообщение II. Полые детали//Известия вузов. Машиностроение. 1988. №12. С. 37-40.
- Иванов, С.И. Остаточные напряжения и сопротивление усталости высокопрочных резьбовых деталей/С.И. Иванов, В.Ф. Павлов, Б.В. Минин и др. -Самара: Издательство СНЦ РАН, 2015. 171 с.
- Радченко, В.П. Методика расчёта предела выносливости упрочнённых цилиндрических образцов с концентраторами напряжений при температурных выдержках в условиях ползучести/В.П. Радченко, О.С. Афанасьева//Вестник СамГТУ. Сер.: физ.-мат. науки. 2009. №2 (19). С. 264-268.
- Павлов, В.Ф. Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно упрочнённых деталей по остаточным напряжениям/В.Ф. Павлов, В.А. Кирпичёв, В.С. Вакулюк. -Самара: Издательство СНЦ РАН, 2012. 125 с.
- Вакулюк, В.С. Сопротивление усталости детали в зависимости от толщины упрочнённого слоя при опережающем поверхностном пластическом деформировании//Вестник СГАУ. 2012. №3(34). С. 172-176.
- Кирпичёв, В.А. Остаточные напряжения и сопротивление усталости образцов с V-образными надрезами из стали ВНС40/В.А. Кирпичёв, М.Н. Саушкин, В.П. Сазанов, О.Ю. Семёнова//Вестник СГАУ. 2012. №5(36). Ч. 1. С. 95-99.
- Кравченко, Б.А. Обработка и выносливость высокопрочных материалов/Б.А.Кравченко, К.Ф. Митряев. -Куйбышев: Куйбышевское книжное издательство, 1968. 131 с.
- Серенсен, С.В. К вопросу об оценке сопротивления усталости поверхностно упрочнённых образцов с учётом кинетики остаточной напряжённости/С.В. Серенсен, С.П. Борисов, Н.А. Бородин//Проблемы прочности. 1969. №2. С. 3-7.
- Туровский, М.Л. Концентрация напряжений в поверхностном слое цементированной стали/М.Л. Туровский, Н.М. Шифрин//Вестник машиностроения. 1970. №11. С. 37-40.
- Иванов, С.И. Влияние остаточных напряжений и наклёпа на усталостную прочность/С.И. Иванов, В.Ф. Павлов//Проблемы прочности. 1976. №5. С. 25-27.
- Иванов, С.И. Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости при кручении в условиях концентрации напряжений/С.И. Иванов, В.Ф. Павлов, А.А. Прохоров//Проблемы прочности. 1988. №5. С. 31-33.
- Павлов, В.Ф. Связь остаточных напряжений и предела выносливости при кручении в условиях концентрации напряжений/В.Ф. Павлов, А.А. Прохоров//Проблемы прочности. 1991. №5. С. 43-46.
- Кирпичёв, В.А. Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно упрочнённых гладких деталей/В.А. Кирпичёв, А.С. Букатый, А.В. Чирков//Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки. 2012. №3(23). С. 102-107.
- Кирпичёв, В.А. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочнённых деталей при различной степени концентрации напряжений/В.А. Кирпичёв, А.П. Филатов, О.В. Каранаева и др.//Труды МНТК «Прочность материалов и элементов конструкций». -Киев: ИПП им. Г.С. Писаренко НАНУ, 2011. С. 678-685.
- Кирпичёв, В.А. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочнённых деталей при различной степени концентрации напряжений/В.А. Кирпичёв, А.С. Букатый, А.П. Филатов, А.В. Чирков//Вестник УГАТУ. 2011. Т.15. №4(44). С. 81-85.
- Иванов, С.И. К определению остаточных напряжений в цилиндре методом колец и полосок//Остаточные напряжения. -Куйбышев: КуАИ, 1971. Вып. 53. С. 32-42.
- Биргер, И.А. Остаточные напряжения. -М.: Машгиз, 1963. 232 с.
- Стружанов, В.В. Об остаточных напряжениях после прокатки и расслоении двухслойных полос//Вестник СамГТУ. Сер.: физ.-мат. науки. 2010. №5(21). С. 55-63.
- Сазанов, В.П. Моделирование перераспределения остаточных напряжений в упрочнённых цилиндрических образцах при опережающем поверхностном пластическом деформировании/В.П. Сазанов, А.В. Чирков, В.А. Самойлов, Ю.С. Ларионова//Вестник СГАУ. 2011. №3(27). Ч. 3. С. 171-174.
- Павлов, В.Ф. Расчёт остаточных напряжений в деталях с концентраторами напряжений по первоначальным деформациям/В.Ф. Павлов, А.К. Столяров, В.С. Вакулюк, В.А. Кирпичёв. -Самара: Издательство СНЦ РАН, 2008. 124 с.
- Вакулюк, В.С. Исследование влияния толщины упрочнённого слоя на остаточные напряжения во впадине концентратора методом первоначальных деформаций//Вестник СамГТУ. Сер.: физ.-мат. науки. 2010. №1 (20). С. 222-225.
- Саушкин, М.Н. Метод расчёта полей остаточных напряжений и пластических деформаций в цилиндрических образцах с учётом анизотропии поверхностного упрочнения/М.Н. Саушкин, В.П. Радченко, В.Ф. Павлов//Прикладная механика и техническая физика. 2011. Т. 52. №2. С. 173-182.
- Иванов, С.И. Влияние остаточных напряжений на выносливость образцов с надрезом/С.И. Иванов, М.П. Шатунов, В.Ф. Павлов//Вопросы прочности элементов авиационных конструкций: Межвузовский сборник. -Куйбышев: КуАИ, 1974. Вып. 3. С. 88-95.
- Петерсон, Р.Е. Коэффициенты концентрации напряжений. -М.: Мир, 1977. 304 с.
