Закономерности перераспределения остаточных напряжений в упрочненном поверхностном слое при циклическом нагружении

• Автор: Каранаева, Оксана Валериевна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 132 с. : ил.

1. Обзор литературы по теме диссертации и постановка задач исследования
1.1. Обзор литературы по теме диссертации
1.2. Постановка задач исследования
2. Методики определения остаточных напряжений и механических характеристик поверхностного слоя, оборудование для испытаний
2.1. Методики экспериментального определения остаточных напряжений
2.2. Оборудование и методики статических испытаний и испытаний на усталость
2.3. Влияние физико-механических характеристик поверхностного слоя на распределение остаточных напряжений в деталях с концентраторами
2.4. Расчетно-экспериментальная методика определения механических характеристик поверхностного слоя
3. Остаточные напряжения в физически неоднородном поверхностном
слое после поверхностного пластического деформирования
3.1. Математическая модель формирования остаточных напряжений при поверхностном пластическом деформировании
3.2. Закономерности формирования остаточных напряжений в локальных зонах упрочнения
3.3. Влияние поверхностного пластического деформирования на закономерности перераспределения остаточных напряжений поверхностного слоя при однократно статическом нагружении
4. Механика перераспределения остаточных напряжений в
поверхностном слое деталей после поверхностною пластического деформирования при действии циклических нагрузок
4.1. Влияние поверхностного пластического деформирования и физико-механических свойств упрочненного слоя на перераспределение остаточных напряжений при циклическом нагружении
4.2. Методика прогнозирования предела выносливости деталей, изготовленных поверхностным пластическим деформированием, с использованием принципов механики остаточных напряжений
Заключение
Литература
Создание машин высокого качества, которые отличаются в первую очередь прочностью отдельных частей, невозможно без привлечения науки. Л основной целью современною машиностроения является обоснование рациональною решения инженерных задач, связанных с созданием машин и сооружений при минимальной затрате материалов надлежащей прочности и жесткости, которые обеспечат необходимую надежность и заданную долювечность рассматриваемой конструкции.
Наиболее характерным силовым воздействием на многие элементы машин в условиях их эксплуатации является действие переменных нагрузок, приводящих во многих случаях к разрушению от усталости материала. Поэтому вопросам сопротивления усталости необходимо уделять особое внимание.
Наиболее существенно на снижение предел выносливости влияет концентрация напряжений, что следует из анализа характера разрушений конструктивных элементов машин: большинство из них относятся к классу усталостных разрушений деталей, имеющих концентраторы напряжений. Основными методами, значительно повышающими сопротивление усталости в условиях концентрации напряжений, являются применяемые при изготовлении деталей современные виды и средства упрочняющей технологии, в частности, широко используемое в современном машиностроении поверхностное пластическое деформирование (ППД). Существенное повышение сопротивления усталости после ППД объясняется возникновением в поверхностном слое деталей сжимающих остаточных напряжений, улучшающих свойства поверхностного слоя; повышаются твердость, прочность, сопротивление отрыву.
В последнее время выполнено большое число исследований по различным проблемам остаточных напряжений. Работы в этой области позволили выяснить влияние технологических факторов на уровень

Подготовка образцов к испытаниям и методика экспериментальною
Все образцы перед описываемыми испытаниями на усталость подвергались электрополированию с целью удаления наклепанного резцом слоя. В связи с этим геометрические параметры образцов при изготовлении завышались на величину порядка 50-100 мкм. Этот слой в дальнейшем удалялся электрополированием. Затем у части образцов измерялись остаточные напряжения по методике раздела 2.1 с целью проверки качества электрополирования. Проверка, как правило, показывала отсутствие остаточных напряжений в поверхностных слоях образцов.
Определение предела выносливости для обоих видов деформаций осуществлялось по методу ступенчатого изменения нагрузки (метод «вверх-вниз») /115, 118/. 13 этом случае статистические оценки среднего значения и среднего квадратического отклонения предела выносливости вычислялись по формуле /118/:
где <т0 - минимальный уровень напряжений, її - величина приращения напряжения при переходе от одного уровня к другому, / - порядковый номер уровня напряжений, N - полное число менее частых исходов, п, - число менее частых исходов на і-ом уровне нагрузки.
Знак «+» в формуле (2.5) ставится в том случае, когда общее число разрушений больше числа неразрушений, знак «-»- когда меньше.
определении предела выносливости
<7_ї‘1 = сг0 + с!
*—±0,5 X
(2.5)
Я =1,62 с! — Э"0 У + 0,029
1 N