Применение динамического моделирования для оценки влияния упрочняющей обработки на сопротивление усталости

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.