Применение динамического моделирования для оценки влияния упрочняющей обработки на сопротивление усталости

В. Э. Костичев

Аннотация


Разработан метод динамического исследования напряжённо-деформированного состояния в деталях с концентраторами напряжений двигателя внутреннего сгорания. Данный метод позволяет учитывать повышение сопротивления усталости за счёт упрочняющей обработки, выбирать оптимальный способ поверхностного упрочнения и его режимы, разрабатывать конструкторские и технологические мероприятия, направленные на повышение характеристик сопротивления усталости деталей. Выполнена апробация разработанного метода на примере обкатки роликом цилиндрических образцов, подтверждённая экспериментальными данными. На основе металлографического анализа и рекламационных данных, выполненных на ОАО «Автодизель» (ЯМЗ), произведено исследование и определение зон разрушения коленчатого вала как наиболее нагруженной детали двигателя внутреннего сгорания в процессе эксплуатации. Средствами программного комплекса ANSYS/LS-DYNA созданы конечно-элементные модели коленчатого вала двигателя ЯМЗ-238, позволяющие оценить влияние упрочняющей обработки на сопротивление усталости под действием рабочих нагрузок и граничных условий, соответствующих реальным режимам работы двигателя ЯМЗ-238, и на область зарождения усталостных микротрещин, являющихся причиной разрушения. На основе результатов, полученных при решении производственной задачи с применением разработанной методики и подтверждённых рекламационными исследованиями, предложены конструкторские и технологические мероприятия по обеспечению требуемого уровня сопротивления усталости коленчатого вала за счёт оптимизации режимов упрочняющей обработки.


Ключ. слова


Поверхностное пластическое деформирование; остаточные напряжения; концентратор напряжений; сопротивление усталости; динамическое моделирование; обкатка роликом; галтель

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Павлов В.Ф. О связи остаточных напряжений и предела выносливости при изгибе в условиях концентрации напряжений // Известия вузов. Машиностроение. 1986. № 8. С. 29-32.

2. 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.

3. Радченко В.П., Афанасьева О.С. Методика расчёта предела выносливости упрочнённых цилиндрических образцов с концентраторами напряжений при температурных выдержках в условиях ползучести // Вестник СамГТУ. Серия: Физ.-мат. науки. 2009. № 2 (19). С. 264-268. doi: 10.14498/vsgtu733

4. Павлов В.Ф., Кирпичёв В.А., Вакулюк В.С. Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно упрочнённых деталей по остаточным напряжениям. Самара: СНЦ РАН, 2012. 125 с.

5. Вакулюк В.С. Сопротивление усталости детали в зависимости от толщины упрочнённого слоя при опережающем поверхностном пластическом деформировании // Вестник СГАУ. 2012. № 3 (34), часть 3. С. 172-176.

6. Иванов С.И., Павлов В.Ф., Минин Б.В., Кирпичёв В.А., Кочеров Е.П., Голов-кин В.В. Остаточные напряжения и сопротивление усталости высокопрочных резьбовых деталей. Самара: СНЦ РАН, 2015. 171 с.
7. Белозеров В.В., Махатилова А.И., Туровский М.Л., Шифрин А.М. Остаточные макронапряжения при обкатывании без продольной подачи // Вестник машиностроения. 1986. № 10. С. 59-61.

8. Букатый А.С. Обеспечение точности изготовления деталей после упрочнения поверхностным пластическим деформированием // Сборник статей IV Международной научно-технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин». Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. С. 24-26.

9. Павлов В.Ф., Столяров А.К., Вакулюк В.С., Кирпичёв В.А. Расчёт остаточных напряжений в деталях с концентраторами напряжений по первоначальным деформациям. Самара: СНЦ РАН, 2008. 124 с.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/1998-6629-2015-14-1-147-153

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533