Исследование влияния предварительной обкатки поверхности роликом на сопротивление усталости резьбовых образцов

В. П. Сазанов

Аннотация


В исследовании изучено влияние опережающего поверхностного пластического деформирования на предел выносливости образцов с резьбой М16х2 из сталей 40Х и 30ХГСА. Исследование выполнено расчётно-экспериментальным методом с использованием результатов определения остаточных напряжений механическим способом на образцах, вырезанных из гладких заготовок, моделированием на конечно-элементных моделях резьбовых образцов. Для расчёта остаточного напряжённо-деформированного состояния в среде PATRAN/NASTRAN использован метод термоупругости, в котором распределение первоначальных деформаций в упрочнённом слое заменено соответствующим температурным полем. По результатам расчёта построены графики распределений осевых остаточных напряжений по сечениям впадин резьбы. Прогнозирование приращения предела выносливости резьбовых деталей за счёт упрочнения выполнено по критерию среднеинтегральных остаточных напряжений. Проведено сравнение результатов расчёта с опытными данными испытаний образцов на усталость. При этом образцы из стали 30ХГСА без гайки испытывались при симметричном цикле по схеме чистого изгиба, из стали 40Х с гайкой – при отнулевом положительном цикле в случае растяжения. В образцах, выстоявших базу испытаний и подвергнутых разрушению, были обнаружены нераспространяющиеся трещины усталости.


Ключ. слова


Опережающее поверхностное пластическое деформирование; концентратор напряжений; остаточные напряжения; обкатка роликом; первоначальные деформации; предел выносливости

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Павлов В.Ф., Филатов А.П., Мальков Г.Ф. Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости резьбовых деталей из сталей 30ХГСА и 40Х // Известия вузов. Машиностроение. 1990. № 3. С. 15-20.

2. Иванов С.И., Павлов В.Ф., Минин Б.В., Кирпичёв В.А., Кочеров Е.П., Головкин В.В. Остаточные напряжения и сопротивление усталости высокопрочных резьбовых деталей. Самара: Самарский научный центр РАН, 2015. 171 с.

3. Иванов С.И. К определению остаточных напряжений в цилиндре методом колец и полосок // Остаточные напряжения. Вып. 48. Куйбышев: КуАИ, 1971. С. 179-183.

4. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. 232 с.

5. Сазанов В.П., Чирков А.В., Самойлов В.А., Ларионова Ю.С. Моделирование перераспределения остаточных напряжений в упрочнённых цилиндрических образцах при опережающем поверхностном пластическом деформировании // Вестник СГАУ. 2011. № 3(27), ч. 3. С. 171-174.

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

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

8. Павлов В.Ф., Кирпичёв В.А., Вакулюк В.С. Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно-упрочнённых деталей по остаточным напряжениям. Самара: Самарский научный центр РАН, 2012. 125 с.

9. 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.

10. Кирпичёв В.А., Букатый А.С., Филатов А.П., Чирков А.В. Прогнозирование предела выносливости поверхностно-упрочнённых деталей при различной степени концентрации напряжений // Вестник УГАТУ. 2011. Т. 15, № 4 (44). С. 81-85.

11. Кравченко Б.А., Митряев К.Ф. Обработка и выносливость высокопрочных материалов. Куйбышев: Куйбышевское книжное изд-во, 1968. 131 с.

12. Кудрявцев И.В., Чижик В.Н. Повышение сопротивления усталости резьбовых деталей // Вестник машиностроения. 1963. № 1. С. 51-55.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-4-143-150

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

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

 

ISSN: 2541-7533