Феноменологические методы расчёта остаточных напряжений в упрочнённых деталях с концентраторами напряжений в условиях ползучести

• Автор: Афанасьева, Ольга Сергеевна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 225 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Аналитический обзор и постановка задач исследования
1.1. Физико-механические и технологические факторы, приводящие
к возникновению остаточных напряжений
1.2. Экспериментальные методы определения остаточных напряжений в гладких деталях и деталях с концентраторами напряжений
1.3. Аналитические методы определения остаточных напряжений после процедуры упрочнения
1.4. Влияние температурно-силового нагружения на релаксацию остаточных напряжений в упрочнённых деталях в условиях ползучести
1.5. Влияние остаточных напряжений на предел сопротивления усталости
1.6. Основные проблемы и постановка задач исследования
Глава 2. Расчёт полей остаточных напряжений и пластических
деформаций в цилиндрическом образце после процедуры анизотропного упрочнения
2.1. Технологии упрочнения
2.2. Методика расчёта полей остаточных напряжений и пластических деформаций в цилиндрическом образце с учётом анизотропии процесса поверхностного упрочнения
2.3. Методика идентификации параметров математической модели

2.4. Упрочнение и экспериментальное определение остаточных напряжений в цилиндрических образцах
2.5. Проверка адекватности модели экспериментальным данным, результаты расчётов и анализ результатов
2.6. Выводы по главе
Глава 3. Релаксация остаточных напряжений в цилиндрическом образце в условиях ползучести
3.1. Постановка задачи
3.2. Метод решения краевой задачи релаксации остаточных напря-
жений в упрочнённом цилиндрическом изделии в условиях ползучести
3.3. Реологическая модель и критерий разрушения материала
3.4. Численная методика и алгоритм расчёта релаксации остаточных напряжений в упрочнённом цилиндрическом образце
3.5. Расчёт релаксации остаточных напряжений в упрочнённом ци-
линдрическом образце и проверка адекватности метода экспериментальным данным
3.6. Исследование влияния параметра анизотропии упрочнения на процесс ползучести упрочнённого цилиндрического образца
3.7. Выводы по главе
Глава 4. Исследование температурно-силовых режимов нагружения на релаксацию остаточных напряжений и кинетику приращения предела выносливости упрочнённых элементов конструкций с концентраторами напряжений в условиях ползучести
4.1. Постановка задачи

4.2. Методика расчёта кинетики напряжённо-деформированного состояния в поверхностно упрочнённом слое элементов конструкций с произвольной границей при ползучести на основе метода декомпозиции
4.3. Методика оценки кинетики приращения предела выносливости упрочнённых цилиндрических образцов с концентраторами напряжений при температурно-силовых выдержках в условиях ползучести
4.4. Исследование процесса релаксации остаточных напряжений в поверхностно упрочнённом слое отверстия диска газотрубинного двигателя
4.5. Решение задачи релаксации остаточных напряжений в поверхностно упрочнённом слое вращающейся лопатки газотурбинного двигателя в условиях ползучести
4.6. Выводы по разделу 4
Заключение
Литература
Приложение А. Акт о внедрении результатов кандидатской диссертации в ОКБ инженерного центра ОАО «Кузнецов» г. Самара
Приложение Б. Акт о внедрении в учебный процесс результатов кандидатской диссертации

напряжений предлагается использовать метод, основанный на декомпозиции конструкции на тонкий упрочнённый слой, который практически не влияет на жёсткость всей конструкции, и «тело» конструкции. Тонкий упрочнённый слой (толщиной 100-200 мкм) считается «наклеенным» на поверхность конструкции. При этом он деформируется (вместе с конструкцией) в режиме «жёсткого» нагружения при заданных значениях компонент деформаций на поверхности конструкций. Другими словами, вторая основная задача разбивается на две самостоятельные краевые подзадачи.
При решении первой краевой подзадачи определяется напряжённо-деформированное состояние всей конструкции при ползучести вплоть до разрушения без учёта поверхностного упрочнённого слоя. Она решается классическими методами с использованием численных методов дискретизации конструкции (метод конечных элементов или метод сеток) шагами по времени. При решении этой задачи может использоваться любая теория ползучести, которая адекватно описывает кривые ползучести материала. В настоящей работе в качестве основной реологической модели используется энергетический вариант кинетических уравнений [99]: полная деформация представляется в виде суммы упругой, пластической деформации и деформации ползучести. Для описания процесса разупрочнения материала вводится скалярный параметр повреждённое, который пропорционален линейной комбинации работ истинных напряжений на деформации ползучести и пластичности.
Во второй краевой подзадаче исследуется релаксация остаточных напряжений в поверхностно-упрочнённом слое, при этом слой считается единым целым, деформирующимся в режиме «жёсткого» нагружения при заданных значениях компонент тензоров деформаций на поверхности конструктивного элемента (граничные условия), которые определяются из решения первой краевой подзадачи. В качестве начальных условий для этой подзадачи используются компоненты тензора деформаций, определяемые при решении