Расчётное прогнозирование технологических остаточных деформаций при изготовлении деталей, подвергаемых упрочнению поверхностным пластическим деформированием
Автор: Букатый А.С., Евдокимов Д.В., Бычков Д.А., Шуджаири Марван, Сараев А.С.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 3 т.25, 2023 года.
Бесплатный доступ
Обеспечение геометрической точности особо ответственных деталей является актуальной задачей предприятий авиационной отрасли. Лопатки газотурбинных двигателей являются особо ответственными и технологически сложными деталями. Как правило, поверхностному дробеструйному упрочнению подвергаются замковые соединения лопаток, а также перо. Остаточные напряжения являются следствием появления технологических остаточных деформаций. Именно остаточные деформации, вызванные действием остаточных напряжений, в большинстве случаев являются причиной брака. Таким образом, разработка научно обоснованных подходов к моделированию остаточных напряжений и расчёту технологических остаточных деформаций является актуальной задачей. В работе изложен подход, позволяющий на стадии механической обработки учитывать деформации, которые могут быть получены на заключительных этапах изготовления деталей после упрочнения поверхностным пластическим деформированием. Подход основан на предварительном расчётном прогнозировании технологических остаточных деформаций от действия остаточных напряжений на основе аналитических и конечно-элементных методов. Реализация подхода показана на примере лопатки компрессора газотурбинного двигателя, подвергаемой упрочнению дробеструйной обработкой по всей поверхности детали.
Остаточные деформации, остаточные напряжения, технологические допуски, дробеструйное упрочнение, моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/148326933
IDR: 148326933 | УДК: 539.4.014.13 | DOI: 10.37313/1990-5378-2023-25-3-72-76
Technological residual deformations calculating for aviation parts subjected to shot peeneng strenghtening
Ensuring the geometric accuracy of critical parts is an actual problem for aviation industry enterprises. The blades of gas turbine engines are particularly critical and technologically complex parts. In most cases, the interlocks of the blades, as well as the blade, are subjected to surface shot peening. Residual stresses are the first cause of the appearance of technological residual deformations. It is the residual deformations caused by the action of residual stresses that in most cases are the cause of critical defects of parts. Thus, the development of scientifically based approaches to modeling residual stresses and calculating technological residual deformations is an actual task. The paper presents an approach that allows at the stage of machining to take into account the deformations that can be obtained at the final stages of manufacturing parts after shot peening strengthening. The approach is based on preliminary computational prediction of technological residual deformations from the action of residual stresses based on analytical and finite element methods. The implementation of the approach is shown on the example of a compressor blade of a gas turbine engine, subjected to hardening by shot peening over the entire surface of the part.
Список литературы Расчётное прогнозирование технологических остаточных деформаций при изготовлении деталей, подвергаемых упрочнению поверхностным пластическим деформированием
- Букатый, С.А. Энергетический метод определения рациональных режимов упрочнения тонкостенных и маложёстких деталей ГТД поверхностным пластическим деформированием / С.А. Букатый, А.С. Букатый // Авиационно-космическая техника и технология. - 2009. - № 10(67). - С. 45-49.
- Букатый, С.А. Автоматизированная система определения остаточных напряжений / С.А. Букатый, А. С. Букатый // Механика и процессы управления. Труды XXXVIII Уральского семинара. Том 1. - Екатеринбург: УрО РАН, Миасс - 2008. - 258 с. С. 191-194.
- Букатый А.С. Применение удельной энергии упругой деформации поверхностного слоя для прогнозирования технологических остаточных деформаций деталей после упрочнения методом ППД / А.С. Букатый, А.А. Иванов // Механика и процессы управления. Труды ХХХIХ Уральского семинара, посвящённого 85-летию со дня рожд. акад. В.П. Макеева. - Екатеринбург: УрО РАН, 2009. - 422 с. С.88 - 95.
- Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трёх томах. Том 1. Под ред. И.А. Биргера и Я.Г. Пановко. - М.: Машиностроение, 1968. - 831с.
- Овсеенко, А. Н. Технологические остаточные деформации и методы их снижения / А.Н. Овсеенко // Вестник машиностроения. - М.: Машиностроение, 1991. № 2. - С. 58-61.
- Смирнов, Г.В. Совершенствование технологии окончательной электрохимической размерной обработки лопаток ГТД с учётом технологической наследственности: Монография / Г.В. Смирнов. - Самара: СНЦ РАН, 2004. - 112 с.
