ВЛИЯНИЕ ГИДРОДРОБЕСТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ НА ПРЕДЕЛ ВЫНОСЛИВОСТИ ОБРАЗЦОВ С НАДРЕЗОМ ПРИ ИЗГИБЕ И РАСТЯЖЕНИИ-СЖАТИИ
- Авторы: Павлов В.Ф.1, Кирпичёв В.А.1, Вакулюк В.С.1, Сазанов В.П.1, Шляпников П.А.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
- Выпуск: Том 6, № 1 (2020): 20.03.2020
- Страницы: 25-34
- Раздел: Статьи
- Дата публикации: 20.03.2020
- URL: https://dynvibro.ru/dynvibro/article/view/8074
- DOI: https://doi.org/10.18287/2409-4579-2020-6-1-25-34
- ID: 8074
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В работе исследовано влияние гидродробеструйной обработки на предел выносливости при изгибе и растяжении-сжатии в случае симметричного цикла цилиндрических образцов с круговым надрезом полукруглого профиля радиуса 0,3 мм. Образцы диаметром 10 мм для испытаний на усталость изготавливались из сталей 30ХГСА, 12Х18Н10Т, ЭИ961, 45 и алюминиевых сплавов В93, Д16Т. Влияние поверхностного упрочнения на предел выносливости образцов с надрезом оценивалось по двум критериям: остаточным напряжениям на поверхности надреза и среднеинтегральным остаточным напряжениям, вычисленным по толщине поверхностного слоя опасного сечения образцов, равной критической глубине нераспространяющейся трещины усталости.
По результатам определения остаточных напряжений и предела выносливости образцов с надрезом установлено, что коэффициенты влияния поверхностного упрочнения на приращение предела выносливости при изгибе и растяжении-сжатии по обоим критериям примерно одинаковы. Однако коэффициент влияния по критерию среднеинтегральных остаточных напряжений изменяется в значительно меньших пределах, чем коэффициент влияния по критерию остаточных напряжений на поверхности концентратора. Поэтому для оценки влияния поверхностного упрочнения на предел выносливости деталей с концентраторами напряжений следует использовать критерий среднеинтегральных остаточных напряжений.
На примере образцов при наличии и отсутствии наклёпа в опасном сечении показано, что в условиях концентрации напряжений наклёп не оказывает влияния на предел выносливости поверхностно упрочнённой детали. На предел выносливости таких деталей оказывают влияние только сжимающие остаточные напряжения.
Об авторах
Валентин Фёдорович Павлов
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Автор, ответственный за переписку.
Email: pavlov.vf@ssau.ru
д.т.н., заведующий кафедрой сопротивления материалов Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва.
РоссияВиктор Алексеевич Кирпичёв
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: kirpichev.va@ssau.ru
д.т.н., профессор кафедры сопротивления материалов Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва
РоссияВладимир Степанович Вакулюк
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: vak.v.s@yandex.ru
д.т.н., профессор кафедры сопротивления материалов Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва.
РоссияВячеслав Петрович Сазанов
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: sazanow@mail.ru
к.т.н., доцент кафедры сопротивления материалов Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва.
РоссияПавел Анатольевич Шляпников
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: sopromat@ssau.ru
аспирант кафедры сопротивления материалов Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва
РоссияСписок литературы
- Иванов С.И., Павлов В.Ф. О влиянии остаточ-ных напряжений и наклёпа на усталостную прочность образцов из стали 45 // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций. Куйбышев: КуАИ. 1974. Вып.1. С. 96-100.
- Иванов С.И., Павлов В.Ф. Влияние остаточных напряжений и наклёпа на усталостную прочность // Проблемы прочности. 1976. №5. С. 25-27.
- Иванов С.И., Павлов В.Ф., Прохоров А.А. Вли-яние остаточных напряжений на сопротивление усталости при кручении в условиях концентрации напряжений // Проблемы прочности. 1988. №5. С. 31-33.
- Вакулюк В.С. Сопротивление усталости детали в зависимости от толщины упрочнённого слоя при опережающем поверхностном пластическом деформировании // Вестник СГАУ, 2012. №3(34). С. 172-176.
- Кирпичёв В.А., Букатый А.С., Чирков А.В. Прогнозирование сопротивления усталости поверх-ностно упрочнённых гладких деталей // Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки, 2012. №3(23). С. 102-107.
- Павлов В.Ф. О связи остаточных напряжений и предела выносливости при изгибе в условиях концен-трации напряжений // Известия вузов. Машинострое-ние. 1986. №8. С. 29-32.
- Павлов В.Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сооб-щение I. Сплошные детали // Известия вузов. Машино-строение. 1988. №8. С. 22-26.
- Павлов В.Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сооб-щение II. Полые детали // Известия вузов. Машино-строение. 1988. №12. С. 37-40.
- Павлов В.Ф., Кирпичёв В.А., Вакулюк В.С. Прогнозирование сопротивления усталости поверх-ностно упрочнённых деталей по остаточным напряже-ниям. Самара: Издательство СНЦ РАН, 2012. 125 с.
- Иванов С.И., Павлов В.Ф., Минин Б.В., Кирпи-чёв В.А., Кочеров Е.П., Головкин В.В. Остаточные напряжения и сопротивление усталости высокопроч-ных резьбовых деталей. Самара: Издательство СНЦ РАН, 2015. 170 с.
- Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. 232 с.
- Иванов С.И. К определению остаточных напряжений в цилиндре методом колец и полосок. Остаточные напряжения // Куйбышев: КуАИ. 1971. Вып. 53. С. 32-42.
- Иванов С.И., Григорьева И.В. К определению остаточных напряжений в цилиндре методом снятия части поверхности // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций. Куйбышев: КуАИ, 1971. Вып.48. С. 179-183.
- Иванов С.И., Шатунов М.П., Павлов В.Ф. Вли-яние остаточных напряжений на выносливость образ-цов с надрезом // Вопросы прочности элементов авиа-ционных конструкций: Межвузовский сборник. Куй-бышев: КуАИ, 1974. Вып. 3. С. 88-95.
- Иванов С.И., Шатунов М.П., Павлов В.Ф. Определение дополнительных остаточных напряжений в надрезах на цилиндрических деталях // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций: Тру-ды КуАИ. Куйбышев: КуАИ, 1973. Вып. 66. С. 160-170.
- Сазанов В.П., Чирков А.В., Самойлов В.А., Ла-рионова Ю.С. Моделирование перераспределения остаточных напряжений в упрочнённых цилиндриче-ских образцах при опережающем поверхностном пластическом деформировании // Вестник СГАУ, 2011. №3(27). Ч. 3. С. 171-174.
- Сазанов В.П. Исследование распределения компонентов остаточного напряжённого состояния в области наименьшего сечения поверхностно упрочнён-ной детали с кольцевым надрезом методом конечно-элементного моделирования // Вестник СГАУ. 2012. № 3(34). С. 158-161.
- Сазанов В.П., Чирков А.В., Семёнова О.Ю., Иванова А.В. Моделирование остаточного напряжён-ного состояния детали в условиях концентрации напряжений с использованием программного комплек-са PATRAN/ NASTRAN // Вестник СамГТУ. Сер.: Тех-нич. науки. 2012. №1 (33). С. 106-114.
- Сазанов В.П., Кирпичёв В.А., Вакулюк В.С., Павлов В.Ф. Определение первоначальных деформаций в упрочнённом слое цилиндрической детали методом конечно-элементного моделирования с использованием расчётного комплекса PATRAN/NASTRAN // Вестник УГАТУ. 2015. Т. 19. №2 (68). С. 35-40.
- Павлов В.Ф., Сазанов В.П., Вакулюк В.С. К вопросу оценки влияния гидродробеструйной обработ-ки на предел выносливости деталей по первоначальным деформациям образца-свидетеля // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение, 2019. №1. Т. 21. С. 55-62.
- Радченко В.П., Павлов В.Ф. Наибольшая вели-чина сжимающих остаточных напряжений и механиче-ские характеристики материала поверхностно упроч-нённой детали // Математическое моделирование и краевые задачи. Труды седьмой Всероссийской научной конференции с международным участием. Самара: СамГТУ, 2010. Ч. 1. С. 249-252.
- Радченко В.П., Павлов В.Ф. Наибольшая вели-чина сжимающих остаточных напряжений при поверх-ностном упрочнении деталей // Труды МНТК «Проч-ность материалов и элементов конструкций». Киев: ИПП им.Г.С. Писаренко НАНУ. 2011. С. 354-357.
- Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович Р.М. Несущая способность и расчёт деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975. 488 с.