Внеконтактная деформация при реверсивном поверхностном пластическом деформировании

Внеконтактная деформация при реверсивном поверхностном пластическом деформировании

Автор: Зайдес С.А., Нгуен Хыу Хай

Журнал: Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика @vestnik-pnrpu-mechanics

Статья в выпуске: 3, 2023 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрена внеконтактная деформация при поверхностном пластическом деформировании на основе реверсивного вращения деформирующего инструмента. С использования программного обеспечения для 3D-проектирования (Solid work 2019) и вычислительного моделирования (Ansys workbench 19.2) выполнены расчеты для определения размеров упругопластической волны в зависимости от основных параметров реверсивного поверхностного пластического деформирования (ППД) и физико-механических свойств материала. Установлено также напряженное состояние в упругопластических волнах, образующихся в направлении подачи ( A 1) и в направлении главного движения ( A 2). Установлено, что линейные размеры упругопластических волн достигают максимума при величине натяга t = 0,4 мм. Основные параметры реверсивного ППД, характеризующие кинематику рабочего инструмента (реверсивная частота вращения рабочего инструмента, частота вращения заготовки, начальный угол установки рабочего инструмента и амплитуда угла реверсивного вращения рабочего инструмента), оказывают существенное влияние на изменение размеров упругопластической волны в направлении продольной подачи и незначительно влияют на изменение размеров упругопластической волны в направлении главного движения. Показано изменение напряженного состояния поверхностного слоя в зависимости от физико-механических свойств материала: большие размеры упругопластической волны при упругопластической деформации формируются у материала с пониженным пределом текучести и модулем упругости. Также установлено, что чем больше размеры упругопластической волны, тем выше максимальные растягивающие напряжения в их вершинах. Полученное напряженное состояние волны позволяет сделать вывод, что в их вершинах формируются максимальные растягивающие напряжения, значение которых достигает 202-271 МПа (меньше в 2,4-3,2 раза предела прочности материала), что практически не вызывает нарушения прочности упрочненных поверхностей.

Еще

Реверсивное поверхностное пластическое деформирование, двухрадиусный ролик, конечно-элементное моделирование, упругопластические волны, интенсивность напряжений

Короткий адрес: https://sciup.org/146282679

IDR: 146282679   |   DOI: 10.15593/perm.mech/2023.3.06

Список литературы Внеконтактная деформация при реверсивном поверхностном пластическом деформировании

  • Поиск новых технологических методов повышения прочности коленчатых валов двигателей / А.П. Бабичев, М.Е. Попов [и др.] // Вестник ДГТУ. - 2015. - № 1. - С. 49-54.
  • Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. - М.: Машиностроение, 1987. - 328 с.
  • Повышение надежности технологических процессов обработки деталей динамическими методами поверхностного пластического деформирования / М.А. Тамаркин,Д.В. Казаков, А.С. Шведова, Р.В. Гребенкин // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2015. - № 8(128). - С. 23-27.
  • Вирт А.Э. Влияние режимов обработки при ППД на шероховатость обработанной поверхности // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. -2014. - № 11-4. - С. 547-549.
  • Поверхностное пластическое деформирование как метод повышения качества деталей машин / Б.И. Бутаков, В.С. Шебанин, Д.Д. Марченко, А.В. Артюх // Труды Госнити. - 2011. - № 2. - С. 85-87.
  • Насонов А.И., Гилета В.П., Самуль А.Г. Микрогеометрия деталей из алюминиевых сплавов после ультразвукового поверхностно-пластического деформирования // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - 2021. -№ 3(74). - С. 82-90.
  • Нго Као Кыонг. Исследование внеконтактных деформаций при локальном нагружении // Вестник науки и образования Северо-Запада России. - 2015. - Т. 1, № 3. - С. 6-13.
  • Зайдес С.А., Емельянов В.Н. Влияние поверхностного пластического деформирования на качество валов: моногр. -Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2017. - 380 с.
  • Кокорева О.Г., Пехотов М.В. Управление параметрами качества поверхностного слоя при обработке статико-импульсным методом // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. - 2015. - № 1(23). - С. 73-77.
  • Определение шероховатости поверхностей деталей, обработанных дробеупрочнением / М.М. Матлин [и др.] // Вестник машиностроения. - 2013. - № 10. - C. 54-55.
  • Зайдес С.А., Нго К.К. Поверхностное деформирование в стесненных условиях: монография. - Иркутск: Изд-во ИР-НИТУ, 2018. - 236 с.
  • Дрозд М.С., Матлин М.М., Сидякин Ю.И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. -М.: Машиностроение, 1986. - 221 с.
  • Аверина Т.А. Моделирование схем развития трещин в плитах и пологих оболочках на основе траекторий наибольших растягивающих напряжений // Системы управления и информационные технологии. - 2022. - № 2. - С. 4-8.
  • Хамидуллин Р.М., Федотова Д.В. Анализ полей напряжений в вершине трещины и параметры сопротивления разрушению в условиях градиентной пластичности // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. - 2021. - № 4. - С. 136-148.
  • Бойченко Н.В. Поля напряжений с учетом радиуса кривизны вершины трещины при нелинейном деформировании // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. - 2021. - № 4. -С. 29-40.
  • Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. - М.: Машиностроение, 2002. - 299 с.
  • Технологические процессы поверхностного пластического деформирования / В.Ю. Блюменштейн, С.А. Зайдес, А.В. Киричек [и др.]; под ред. С.А. Зайдеса. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - 404 с.
  • Зайдес С.А., Фам Ван Ань. Определение внеконтактной деформации материала при орбитальном воздействии индентора // Вестник машиностроения. - 2021. - № 7. - С. 81-86.
  • Пат. 2758713 Российская Федерация. Способ поверхностного пластического деформирования наружных поверхностей тел вращения / Зайдес С.А., Нгуен Хыу Хай; заявл. 14.01.21; опубл. 04.11.21, Бюл. № 31.
  • Рогожникова Е.Н., Аношкин А.Н., Бульбович Р.В. Расчет НДС и оценка прочности сегментированной цилиндрической оболочки из композиционных материалов с мета-лическими вкладыщами // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. - 2022. - № 1. - С. 102-114.
  • Preetham Marle Ramachandra, Sanjay Sutar, G.C. Mohan Kumara. Stress analysis of a gear using photoelastic method and Finite element method // Materials today: Proceedings. - 2022. -Vol. 65, no. 8. - P. 3820-3828. DOI: 10.1016/j.matpr.2022.06.579
  • A review of artificial neural networks in the constitutive modeling of composite materials / Xin Liu, Su Tian, Fei Tao, Wenbin Yu // Composites Part B: Engineering. - 2022. - Vol. 224. -P. 109152. DOI: 10.1016/j.compositesb.2021.109152
  • Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / под. общ. ред. Д.Г. Красковского. - М: Компьютер Пресс, 2002. - 224 с.
  • Semih Taskaya, AliKaya Gur, Cetin Ozay. Joining of Ra-mor 500 Steel with SAW (Submerged Arc Welding) and its Evaluation of Thermomechanical Analysis in ANSYS Package Software. // Thermal Science and Engineering Progress. - 2019. - Vol. 13. - P. 100396. DOI: 10.1016/j.tsep.2019.100396
  • Федоренков Д.И., Косов Д.А. Реализации модели по-врежденности Lemaitre с кинематическим упрочнением в конечно-элементном комплексе Ansys // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. - 2022. - № 2. - С. 147-157.
  • Prediction of machining deformation induced by turning residual stress in thin circular parts using ritz method / Kang Ju, Chunzheng Duan, Yuwen Sun, Jiahao Shi, Jinxing Kong, Abdolhamid Akbarzadeh // Journal of Materials Processing Technology. - 2022. - Vol. 307. - P. 117664. DOI: 10.1016/j .jmatprotec .2022.117664
  • A novel surface residual stress monitoring method based on the power consumption of machine tool: A case study in 5-axis machining / Zehua Wang, Sibao Wang, Shilong Wang, Ning Liu, Zengya Zhao, Yankai Wang // Journal of Manufacturing Processes. - 2023. - Vol. 86. - P. 221-236.
  • Зайдес С.А., Нго Као Кыонг. Новые технологические возможности отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2017. - № 3. - С. 25-30.
  • Проскорякова Ю.А., Феденко А.А. Влияние различных методов обработки поверхностным пластическим деформированием на качество поверхностного слоя детали // Сборник научных трудов «Транспорт: Наука, Образование, Производство». - 2018. - С. 153-156.
  • Отений Я.Н., Лаврентьев А.М. Сравнение различных методов определения глубины упрочнения при обработке деталей поверхностным пластическим деформированием // Известия волгоградского государственного технического университета. - 2017. - № 9(204). - С. 50-54.
  • M.H.A. Bonte, A. de Boer, R. Liebregts. Determining the von Mises stress power spectral density for frequency domain fatigue analysis including out-of-phase stress components // Journal of Sound and Vibration. - 2007. - Vol. 302. - P. 379-386. DOI: 10.1016/j .jsv.2006.11.025
  • Simplified method to identify full von Mises stress-strain curve of structural metals / Yuan-ZuoWang, Guo-QiangLi, Yan-BoWang, Yi-FanLyu // Journal of Constructional Steel Research. -2021. - Vol. 181. - P. 106624. DOI: 10.1016/j.jcsr.2021.106624
  • Расчет напряжения по фон Мизесу при пластическом деформировании стальной втулки / Д.А. Чемезов, С.И. Тюрина, И.М. Павлухина, О.В. Горбатенко, И.А. Медведева // Theoretical & applied science. - 2018. - № 9(65). - С. 201-203. DOI: 10.15863/TAS.2018.09.65.35
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp