Статья 13314

Название статьи

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛА ВЫНОСЛИВОСТИ ПОВЕРХНОСТНО УПРОЧНЕННЫХ
СПЛОШНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ИЗ СТАЛИ 45 ПО ОСТАТОЧНЫМ
НАПРЯЖЕНИЯМ ОБРАЗЦА-СВИДЕТЕЛЯ

Авторы

Павлов Валентин Федорович, доктор технических наук, профессор, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34), sopromat@ssau.ru
Вакулюк Владимир Степанович, кандидат технических наук, доцент, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34), sopromat@ssau.ru
Сазанов Вячеслав Петрович, кандидат технических наук, доцент, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34), sopromat@ssau.ru
Иванов Всеволод Борисович, кандидат технических наук, доцент, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34), sopromat@ssau.ru
Микушев Николай Николаевич, аспирант, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34), mikushev.nn@gmail.com

Индекс УДК

621.787:539.319

Аннотация

Актуальность и цели. Выявление связи между остаточными напряжениями образца-свидетеля и пределом выносливости упрочненной одновременно детали является весьма актуальной задачей, решение которой позволит значительно сократить дорогостоящие и долговременные испытания на усталость.
Материалы и методы. Для достижения поставленной цели в исследовании была изучена возможность использования образцов-свидетелей в виде втулок диаметром 51,5×45 мм при прогнозировании приращения предела выносливости сплошных образцов из стали 45 различного диаметра (10–50 мм) с круговыми надрезами полукруглого профиля радиуса 0,3 мм, подвергнутых гидродробеструйной обработке.
Результаты. По результатам экспериментального измерения остаточных напряжений образцов свидетелей определялись первоначальные деформации, по которым рассчитывались остаточные напряжения в гладких образцах, а затем в образцах с надрезами, нанесенными на них после поверхностного упрочнения.
Выводы. С использованием критерия среднеинтегральных остаточных напряжений установлено, что расчетные значения приращений пределов выносливости при изгибе в случае симметричного цикла упрочненных образцов с надрезами отличаются от экспериментальных не более чем на 16 %. Полученный результат указывает на то, что для прогнозирования предела выносливости упрочненных гидродробеструйной обработкой деталей из стали 45 диаметром 10–50 мм можно использовать образцы-свидетели и критерий средне-интегральных остаточных напряжений.

Ключевые слова

гидродробеструйная обработка, образец-свидетель, остаточные напряжения, первоначальные деформации, образцы с надрезами, предел выносливости.

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Павлов, В. Ф. О связи остаточных напряжений и предела выносливости при изгибе в условиях концентрации напряжений / В. Ф. Павлов // 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 / В. Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. – 1988. – № 8. – С. 22–26.
3. Павлов, В. Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сообщение II. Полые детали / В. Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. – 1988. – № 12. – С. 37–40.
4. Иванов, С. И. Технологические остаточные напряжения и сопротивление усталости авиационных резьбовых деталей / С. И. Иванов, В. Ф. Павлов, Г. В. Коновалов, Б. В. Минин. – М. : Отраслевая библиотека «Технический прогресс и повышение квалификации» МАП, 1992. – 192 с.
5. Радченко, В. П. Методика расчета предела выносливости упрочненных цилиндрических образцов с концентраторами напряжений при температурных выдержках в условиях ползучести / В. П. Радченко, О. С. Афанасьева // Вестник СамГТУ. Сер. Физ.-мат. науки. – 2009. – № 2 (19). – С. 264–268.
6. Павлов, В. Ф. Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно упрочненных деталей по остаточным напряжениям / В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичев, В. С. Вакулюк. – Самара : Изд-во СНЦ РАН, 2012. – 125 с.
7. Ваку люк, В. С. Сопротивление усталости детали в зависимости от толщины упрочненного слоя при опережающем поверхностном пластическом деформировании / В. С. Вакулюк // Вестник СГАУ. – 2012. – № 3 (34). – С. 172–176.
8. Кирпичев, В. А. Остаточные напряжения и сопротивление усталости образцов с V-образными надрезами из стали ВНС40 / В. А. Кирпичев, М. Н. Саушкин, В. П. Сазанов, О. Ю. Семенова // Вестник СГАУ. – 2012. – № 5 (36), ч. 1. – С. 95–99.
9. Кравченко, Б. А. Обработка и выносливость высокопрочных материалов / Б. А. Кравченко, К. Ф. Митряев. – Куйбышев : Куйбышевское книжное издательство, 1968. – 131 с.
10. Серенсен, С. В. К вопросу об оценке сопротивления усталости поверхностно упрочненных образцов с учетом кинетики остаточной напряженности / С. В. Серенсен, С. П. Борисов, Н. А. Бородин // Проблемы прочности. – 1969. – № 2. – С. 3–7.
11. Туровский, М. Л. Концентрация напряжений в поверхностном слое цементированной стали / М. Л. Туровский, Н. М. Шифрин // Вестник машиностроения. – 1970. – № 11. – С. 37–40.
12. Иванов, С. И. Влияние остаточных напряжений и наклепа на усталостную прочность / С. И. Иванов, В. Ф. Павлов // Проблемы прочности. – 1976. – № 5. – С. 25–27.
13. Иванов, С. И. Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости при кручении в условиях концентрации напряжений / С. И. Иванов, В. Ф. Павлов, А. А. Прохоров // Проблемы прочности. – 1988. – № 5. – С. 31–33.
14. Павлов, В. Ф. Связь остаточных напряжений и предела выносливости при кручении в условиях концентрации напряжений / В. Ф. Павлов, А. А. Прохоров // Проблемы прочности. – 1991. – № 5. – С. 43–46.
15. Кирпичев, В.А. Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно упрочненных гладких деталей / В. А. Кирпичев, А. С. Букатый, А. В. Чирков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2012. – № 3 (23). – С. 102–107.
16. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочненных деталей при различной степени концентрации напряжений / В. А. Кирпичев, А. П. Филатов, О. В. Каранаева, А. В. Чирков, О. Ю. Семенова // Прочность материалов и элементов конструкций : тр. Межд. науч.-техн. конф. – Киев : ИПП им. Г. С. Писаренко НАНУ, 2011. – С. 678–685.
17. Кирпичев, В. А. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочненных деталей при различной степени концентрации напряжений / В. А. Кирпичев, А. С. Букатый, А. П. Филатов, А. В. Чирков // Вестник УГАТУ. – 2011. – Т. 15, № 4 (44). – С. 81–85.
18. Иванов, С. И. К определению остаточных напряжений в цилиндре методом колец и полосок / С. И. Иванов // Остаточные напряжения. – Куйбышев : КуАИ, 1971. – Вып. 53. – С. 32–42.
19. Биргер, И. А. Остаточные напряжения / И. А. Биргер. – М. : Машгиз, 1963. – 232 с.
20. Стру жанов, В. В. Об остаточных напряжениях после прокатки и расслоении двухслойных полос / В. В. Стружанов // Вестник СамГТУ. Сер. Физ.-мат. науки. 2010. – № 5 (21). – С. 55–63.
21. Сазанов, В. П. Моделирование перераспределения остаточных напряжений в упрочненных цилиндрических образцах при опережающем поверхностном пластическом деформировании / В. П. Сазанов, А. В. Чирков, В. А. Самойлов, Ю. С. Ларионова // Вестник СГАУ. – 2011. – № 3 (27), ч. 3. – С. 171–174.
22. Павлов, В. Ф. Расчет остаточных напряжений в деталях с концентраторами напряжений по первоначальным деформациям / В. Ф. Павлов, А. К. Столяров, В. С. Вакулюк, В. А. Кирпичев. – Самара : Изд-во СНЦ РАН, 2008. – 124 с.
23. Вакулюк, В. С. Исследование влияния толщины упрочненного слоя на остаточные напряжения во впадине концентратора методом первоначальных деформаций / В. С. Вакулюк // Вестник СамГТУ. Сер. Физ.-мат. науки. – 2010. – № 1 (20). – С. 222–225.
24. Саушкин, М. Н. Метод расчета полей остаточных напряжений и пластических деформаций в цилиндрических образцах с учетом анизотропии поверхностного упрочнения / М. Н. Саушкин, В. П. Радченко, В. Ф. Павлов // Прикладная механика и техническая физика. – 2011.–Т.52,№2.–С.173–182.
25. Иванов, С. И. Влияние остаточных напряжений на выносливость образцов с надрезом / С. И. Иванов, М. П. Шатунов, В. Ф. Павлов // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций : межвуз. сб. – Куйбышев : Изд-во КуАИ, 1974. – Вып. 3. – С. 88–95.
26. Петерсон, Р. Е. Коэффициенты концентрации напряжений / Р. Е. Петерсон.–М. : Мир,1977.–304 с.

 

Дата создания: 03.12.2014 09:23
Дата обновления: 03.12.2014 13:45