Распределение остаточных напряжений при дорновании с учетом повторных деформаций

Автор: Мазеин Петр Германович, Токарев Андрей Евгеньевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Статья в выпуске: 2 т.20, 2020 года.

Бесплатный доступ

В статье обоснована необходимость учета повторного деформирования при технологической операции дорнования или деформирующего протягивания, приведены экспериментальные распределения остаточных наряжений при дорновании. Представлено моделирование остаточных напряжений в полом толстостенном цилиндре при дорновании с учетом вторичных деформаций и повторного деформирования. Рассмотрены области, в которых прошли пластическое нагружение и упругая разгрузка, упругое нагружение и упругая разгрузка; приведены примеры моделирования окружных остаточных напряжений, т. е. результаты расчетного определения окружных остаточных напряжений в полом цилиндре по приведенным математическим моделям. Даны рекомендации по назначению количества дорнующих колец на дорнующем инструменте: их для формирования нужного распределения остаточных напряжений в приповерхностном слое достаточно двух, третье кольцо обеспечивает шероховатость. Рассмотрены особенности распределения окружных сжимающих остаточных напряжений в зонах вторичных и повторных деформаций; повторные деформации проявляются в приповерхностном слое, прилежащем к обработанной поверхности, т. е. остаточные напряжения от повторного деформирования накладываются на вторичные остаточные напряжения. Сформулированы подробные выводы по влиянию на остаточные напряжения в приповерхностном слое изменений давления (натяга) при дорновании, изменений толщины стенки цилиндра и изменений предела текучести обрабатываемого материала. Результаты моделирования не противоречат экспериментальным данным.

Еще

Остаточные напряжения, дорнование, повторные деформации

Короткий адрес: https://sciup.org/147233476

IDR: 147233476 | DOI: 10.14529/engin200204

Список литературы Распределение остаточных напряжений при дорновании с учетом повторных деформаций

Кудрявцев, И.В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении / И.В. Кудрявцев. – М.: Машгиз, 1951. – 277 с.
Анализ видов упрочняющей обработки пластическим деформированием / В.А. Голенков, С.Ю. Радченко, Д.О. Дорохов, И.М. Грядунов // Фундаментальные проблемы техники и технологии. – 2011. – № 1 (285) – С. 59–62.
К вопросу о повышении эксплуатационных характеристик полых осесимметричных деталей машин методами интенсивной пластической деформации / В.А. Голенков, С.Ю. Радченко, Д.О. Дорохов, И.М. Грядунов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2012. – № 6 (296). – С. 71–77.
Каратушин, С.И. Остаточные напряжения в цилиндрических изделиях / С.И. Карату-шин, Д.В. Спиридонов, Ю.А. Плешанова // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2013. – № 6. – С. 53–56.
Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах / Г.Н. Чернышев, А.Л. Попов, В.М. Козинцев, И.И. Пономарев. – М.: Наука, 1996. – 240 с.
Розенберг, О.А. Технологическая механика деформирующего протягивания / О.А. Розенберг, Ю.А. Цеханов, С.Е. Шейкин. – Воронеж; ВГТА, 2001. – 203 с.
Кузнецов, В.А. Повышение эффективности деформирующего протягивания за счет геометрии инструмента / В.А. Кузнецов, Т.Д. Тимофеева // Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ», 2010.
Смирнов-Аляев, Г.А. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением / Г.А. Смирнов-Аляев, В.П. Чикидовский. – Л.: Машиностроение, 1972. – С. 211–242.
Process lubricant for deforming broaching of pieces made of titanium / S.E. Sheikin, E.A. Paschenko, I.Yu. Rostotsky et al. // Metallurgical and Mining Industry. – 2014. – Vol. 6(2). – С. 56–66.
Forming of a gradient nanostructure on a surface of details by the method of plastic deformation / O.A. Rozenberg, N.V. Novikov, S.Ye. Shejkin et al. // Metallophysics and Advanced Technologies. – 2004. – Vol. 26. – P. 1493–1500.
Биргер, И.А. Остаточные напряжения / И.А. Биргер. – М.: Машгиз, 1983. – 232 с.
Позднякова, И.В. Износостойкость и остаточные напряжения при дорновании / И.В. Позднякова // Труды совещания по упрочнению деталей машин. – М.: Наука, 1965. – С. 142–150.
Проскуряков, Ю.Г. Дорнование отверстий / Ю.Г. Проскуряков. – Машгиз, 1961. – 192 с.
Товпенец, Е.С. Остаточные тангенциальные напряжения в полых стальных цилиндрах, наклепанных изнутри / Е.С. Товпенец, П.С. Сахаров // Металлургия. – 1936. – № 2. – С. 36–42.
Проскуряков, Ю.Г. Остаточные напряжения в деталях, обработанных дорнованием / Ю.Г. Проскуряков, И.В. Позднякова // Современные способы и технологии обработки деталей упрочняющее–калибрующими инструментами. – Челябинск: ЧПИ, 1961. – С. 37–48.
Проскуряков, Ю.Г. Остаточные напряжения и точность деталей, обработанных дор-нованием / Ю.Г. Проскуряков // Вестник машиностроения. – 1973. – № 7. – С. 58–60.
Мазеин, П.Г. Моделирование формирования остаточных напряжений и деформаций при поверхностном пластическом деформировании стальных деталей: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / П.Г. Мазеин. – Челябинск, 1994. – 413 с.
Москвитин, В.В. Упруго-пластические деформации при повторных нагружениях: авто-реферат дис. … д-ра физ.-мат. наук / В.В. Москвин. – М.: Ин-т механики Акад. наук СССР, 1960. – 15 с.
Москвитин, В.В. Пластичность при переменных нагружениях / В.В. Москвитин. – М.: МГУ, 1965. – 263 с.
Klink, U. Honen von Kleinstbohrungen / U. Klink, G. Flores // Werkzeug–Technologie. – 2003. – V. 37. – № l. – P. 26–32.
Okhotin, I. Burnishing of deep holes of small diameter with large strains / I. Okhotin, V. Skvortsov / LAP Lambert Academic Publishing, 2011. – 180 с.
De Swardt, R.R. Finite element simulation of the Sachs boring method of measuring residual stresses in thick–walled cylinders / R.R. De Swardt // Journal of pressure vessel technology. – 2003. – V. 125. – № 3. – P. 274–276.
Ekmekci, B. A semi–empirical approach for residual stresses in electric discharge machining (EDM) / B. Ekmekci, A.E. Tekkaya, A. Erden // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2006. – V. 46. – № 7. – P. 858–868.
Koc, M. Prediction of residual stresses in quenched aluminum blocks and their reduction through cold working processes / M. Koc, J. Culp, T. Altan // Journal of materials processing technology. – 2006. – V. 174. – № 1. – P. 342–354.
Lai, M.O. Residual stress field of ballised holes / M.O. Lai, Z. He // Journal of mechanical science and technology. – 2012. – V. 26. – № 5. – P. 1555–1565.
Parker, A.P. A critical examination of Sachs’ material–removal method for determination of residual stress / A.P. Parker // Pressure Vessels and Piping Conference. American Society of Mechanical Engineers, 2003. – P. 1–4.
Methods of measuring residual stresses in components / N.S. Rossini, M. Dassisti, K.Y. Benyounis, A.G. Olabi // Materials & Design. – 2012. – V. 35. – P. 572–588

Еще

Статья научная