Диагностирование поверхностных остаточных напряжений в металлических покрытиях, нанесенных при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники

Диагностирование поверхностных остаточных напряжений в металлических покрытиях, нанесенных при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники

Автор: Игнатьев, Андрей Геннадьевич

Количество страниц: 344 с. ил.

Артикул: 4243666

Автор: Игнатьев, Андрей Геннадьевич

Шифр специальности: 05.20.03

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2008

Место защиты: Челябинск

Стоимость: 250 руб.

Диагностирование поверхностных остаточных напряжений в металлических покрытиях, нанесенных при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники  Диагностирование поверхностных остаточных напряжений в металлических покрытиях, нанесенных при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники 

ВВЕДЕНИЕ .
1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
1.1 Формирование и распределение остаточных напряжении в восстановленных деталях
1.2 Влияние остаточных напряжений на надежность восстановленных деталей
1.3 Проблема диагностирования остаточных напряжений в восстановленных деталях.
1.4 Методы определения остаточных напряжений.
1.4.1 Механические методы измерения остаточных напряжений
1.4.2 Физические методы измерения остаточных напряжений
1.4.3 Способы регистрации данных при измерении остаточных напряжений
1.4.4 Современный уровень решения проблемы диагностирования остаточных напряжений.
1.5 Проблемная ситуация, цель и задачи исследования
2 АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ С ПАРАМЕТРАМИ ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ ВОКРУГ ОТПЕЧАТКА ИНДЕНТОРА .
2.1 Постановка задачи и выбор метода исследования
2.2 Напряженнодеформированное состояние упругопластического контртела при вдавливании шарового индентора.
2.2.1 Общие представления .
2.2.2 Влияние остаточных напряжений на появление пластических деформаций .
2.3 Анализ деформированного состояния контртела методом конечных элементов
2.3.1 Исходные данные
2.3.2 Конечноэлементная модель
2.3.3 Программа исследования, методика получения и обработки данных
2.4 Перемещения поверхности в наплыве вокруг отпечатка при диагностировании остаточных напряжений в однородной детали.
2.4.1 Формирование наплыва вокруг отпечатка
2.4.2 Влияние усилия вдавливания индентора на геометрические характеристики наплыва
2.4.3 Влияние механических свойств материала детали на диаметр отпечатка.
2.4.4 Влияние механических свойств материала детали на распределение нормальных перемещений в наплыве
2.4.5 Влияние диаметра индентора на геометрические характеристики наплыва.
2.4.6 Влияние остаточных напряжении на распределение нормальных перемещений в наплыве
2.5 Перемещения поверхности в наплыве вокруг отпечатка при диагностировании остаточных напряжений в детали с покрытием.
2.5.1 Влияние толщины покрытия на распределение перемещений
в наплыве
2.5.2 Влияние диаметра отпечатка на распределение перемещений
в наплыве
2.5.3 Влияние остаточных напряжений на распределение перемещений в наплыве
2.6 Выводы
3 ПРИМЕНЕНИЕ КОГЕРЕНТНООПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РЕГИСТРАЦИИ ПРИ ДИАГНОСТИРОВАНИИ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ВОССТАНОВЛЕННЫХ ДЕТАЛЯХ.
3.1 Постановка задачи и выбор метода измерения
3.2 Применение голографической интерферометрии при диагностировании остаточных напряжений.
3.2.1 Измерение нормальных перемещений методом голографической интерферометрии.
3.2.2 Использование оптической фазовой компенсации при диагностировании остаточных напряжений.
3.2.3 Общая характеристика голографической интерферометрии как метода регистрации при диагностировании остаточных напряжений.
3.3 Применение электронной спеклинтерферометрии при диагностировании остаточных напряжений.
3.3.1 Принципиальные основы электронной спеклнтерферометрии.
3.3.2 Основы процесса записи цифровых интерферограмм
3.3.3 Основы процесса восстановления цифровых интерферограмм
3.3.4 Снижение шумов и основы фильтрации цифровых изображений
3.3.5 Общая характеристика электронной спеклинтерферометрии как метода регистрации при диагностировании остаточных напряжений.
3.3.6 Методика регистрации распределения нормальных перемещений с использованием электронной спеклинтерферометрии.
3.5 Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВЗАИМОСВЯЗИ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ С ПАРАМЕТРАМИ ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ ВОКРУГ ОТПЕЧАТКА ИНДЕНТОРА
4.1 Цель, задачи и программа исследований.
4.2 Методика исследования, приборы и оборудование.
4.3 Перемещения в наплыве вокруг отпечатка на поверхности однородной ненапряженной детали
4.3.1 Распределение нормальных перемещений в наплыве
4.3.2 Влияние усилия вдавливания индентора на диаметр отпечатка
4.3.3 Влияние предела текучести материала детали на диаметр отпечатка
4.3.4 Влияние усилия вдавливания индентора на максимальные перемещения в наплыве
4.3.5 Влияние механических свойств материала детали на максимальные перемещения в наплыве
4.3.6 Влияние диаметра индентора на максимальные перемещения
в наплыве.
4.4 Особенности распределения нормальных перемещений при вдавливании индентора в поверхность детали с покрытием
4.5 Влияние остаточных напряжений на перемещения в наплыве
4.6 Выводы
5 МЕТОД И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ВОССТАНОВЛЕННЫХ ДЕТАЛЯХ
5.1 Метод диагностирования остаточных напряжений в восстановленных деталях.
5.1.1 Определение базовых перемещений.
5.1.2 Частные случаи применения алгоритма определения базовых перемещений
5.1.3 Технология диагностирования остаточных напряжений в восстановленных деталях
5.1.4 Анализ чувствительности метода
5.1.5 Анализ погрешности метода.
5.1.6 Оценка степени усреднения экспериментальных данных
5.1.7 Апробация метода на тестовых задачах
5.1.8 Пример определения остаточных напряжений в восстановленной детали
5.1.9 Испытания метода при сравнительных измерениях остаточных напряжений в сварных соединениях.
5.1. Общая характеристика метода.
5.2 Технические средства диагностирования остаточных напряжений
в восстановленных деталях на основе голографической интерферометрии
5.2.1 Технические требования к измерительному оборудованию
5.2.2 Прибор для измерения остаточных напряжений с использованием голографической интерферометрии.
5.2.3 Работа измерительного прибора
5.2.4 Апробация опытной конструкции измерительного прибора
5.2.5 Экспериментальная оптикоэлектронная установка для
диагностирования остаточных напряжений.
5.3 Выводы
6 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВНЕДРЕНИЕ.
6.1 Восстановление деталей электродуговой наплавкой.
6.1.1 Остаточные напряжения в деталях, восстановленных электродуговой наплавкой в среде защитного газа
6.1.2 Влияние на остаточные напряжения ультразвуковой обработки наплавленной поверхности.
6.1.3 Влияние на остаточные напряжения поверхностного пластического деформирования наплавленной поверхности.
6.1.4 Анализ результатов
6.1.5 Восстановление рабочей поверхности плунжера гидропресса
6.2 Восстановление деталей электроконтактной приваркой присадочных материалов
6.2.1 Остаточные напряжения в деталях, восстановленных ЭКП металлической ленты.
6.2.2 Влияние на остаточные напряжения поверхностного пластического деформирования приваренного покрытия
6.2.3 Остаточные напряжения в деталях, восстановленных ЭКП порошковых материалов.
6.2.4 Остаточные напряжения в деталях, восстановленных ЭКП наплавочной проволоки.
6.2.5 Анализ результатов
6.2.6 Восстановление шейки коленчатого вала двигателя ЗМЗ .
6.3 Восстановление деталей электроискровым наращиванием.
6.4 Обоснование нормативных значений остаточных напряжений для обеспечения надежности деталей, восстановленных нанесением металлических покрытий
6.5 Контроль качества покрытий на основе использования упругопластического вдавливания индентора.
6.6 Техникоэкономическая эффективность совершенствования технологии восстановления деталей на основе диагностирования остаточных напряжений.
6.7 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ II ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Начало систематическому изучению остаточных напряжений было положено фундаментальными работами Н. Большой вклад в разработку теории остаточных напряжений внесли ученые В. И.Аксенов, О. А.Бакши, В. Л.Винокуров, В. П.Вологдин, А. Г.Григорьянц, Н. Н.Давиденков, В. С.Игнатьева, В. А.Кархип, Е. С.Касаткин, С. Л.Куркин, Н. А.Клыков, Л. А.Копельман, А. И.Махненко, Н. А.Махутов, Д. И.Навроцкий, А. Я.Недосека, Г. Н.О. Окерблом, Е. О.Патон, Н. Н.Прохоров, В. М.Сагалевич, О. И.Стеклов, И. П.Трочун, В. И.Труфяков и др. В развитии и совершенствовании методов определения остаточных напряжений основополагающими являются работы Антонова, М. Х.Ахметзянова, И. А.Биргера, В. А.Винокурова, Л. И.Иванова, Д. А.Игнатькова, Б. С.Касаткина, И. В.Кудрявцева, Л. М.Лобанова, О. Н.Михайлова, Г. А.Николасва, А. Я.Недосеки, В. А.Пивторака, А. Н.И. Пригоровского, Н. Н.Прохорова, С. Б.Сапожникова, В. П.Щепинова, . Согласно общепринятой классификации экспериментальные методы определения остаточных напряжении разделяются на два класса механические и физические. Данный классификационный подход основан на применении критериев измеряемая физическая характеристика и способ измерения параметра. Механические методы основаны на использовании законов механики деформирования. Базовый подход механических методов заключается в измерении нового напряженнодеформированного состояния детали, возникающего вследствие нарушения равновесия поля остаточных напряжений при воздействии на объект, имеющем механический или иной характер. В подавляющем большинстве механических методов остаточные напряжения определяются по результатам измерительного эксперимента прямым расчетом с использованием закона Гука. Физические методы основаны на решетрации изменения под влиянием остаточных напряжений параметров, используемых для диагностики физических полей, связанных с напряженным состоянием детали. Физические методы разделяются по типам физических полей электрические, магнитные, электромагнитные, акустические, тепловые. По степени воздействия на объект методы измерения остаточных напряжений разделяют на разрушающие, малоразрушающие и неразрушающие. Основная часть механических методов относится к разрушающим и малоразрушающим, физические методы являются неразрушающими. Механические методы измерения остаточных напряжений, как наиболее точные, получили широкое применение в пауке и машиностроении. Задача измерения остаточных напряжений механическим методом в общем виде включает в себя решение трех взаимосвязанных подзадач 1 определение способа нарушения равновесия поля остаточных напряжений в объекте способа воздействия 2 определение способа регистрации вызванной этим возмущением реакции объекта, проявляющейся в виде появления нового напряженнодеформированного состояния объекта 3 определение взаимосвязи получаемых при измерительном эксперименте данных с искомыми остаточными напряжениями. При этом третья подзадача предполагает учет дополнительного спектра параметров, в число которых входят свойства материала, геометрия исследуемого объекта, характер и уровень внесенного механического возмущения, характер и уровень реакции объекта на внесенное механическое возмущение. Существует значительное число вариантов решения как каждой отдельной подзадачи, так и задачи измерения остаточных напряжений в целом. Классификация механических методов измерения остаточных напряжений представлена на рисунке 1. Рисунок 1. Нарушение равновесия поля остаточных напряжений может быть осуществлено путем полной или частичной деструкции объекта. Вариантами воздействия, приводящего к полной деструкции, являются расчленение детали , , удаление слоя материала с поверхности , , 9, 6, инициирование и распространение трещины 2. Частичная деструкция реализуется путем вырезания канавки , 7, столбика , 1, сверления отверстия 0, 0, 3, 6. Использование вдавливания индентора позволяет минимизировать степень воздействия и квалифицировать способ воздействия как условно неразрушающий 4, 5, 0. Метод расчленения метод разрезки, разработанный в МВТУ им. Н.Э.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.239, запросов: 227