Остаточные напряжения и технологическая прочность осесимметричных металлоизделий, полученных пластическим деформированием

• Автор: Кузнецова, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 154 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
1.1. Механизм формирования остаточных напряжений
1.2. Методы определения остаточных напряжений
1.2.1. Теоретические методы расчета остаточных напряжений
1.2.2. Экспериментальные методы определения остаточных напряжений
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
2.1. Определение степени деформации при волочении сплошного
и полого профилей
2.2. Остаточные напряжения в прутковых изделиях
2.3. Остаточные напряжения в трубных заготовках
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ
3.1. Изменение остаточных напряжений при обточке труб..
3.1.1. Обточка внешнего слоя трубы
2.1.2. Обточка внутреннего слоя трубы

3.1.3 Обточка внутреннего и внешнего слоев трубы
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ПРЕДЕЛЬНАЯ ДЕФОРМИРУЕМОСТЬ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ
4.1. Влияние остаточных напряжений
НА РАЗРУШЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ
4. 2. Предельные режимы деформирования прутков
4.3. Технологическая прочность при деформировании труб
4.4. Остаточные напряжения и технологическая прочность трубной заготовки при волочении
4.5. Влияние остаточных напряжений на точность изделий
4.6. Остаточные напряжения и прочность металлоизделий
при наличии трещин
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Практически все технологические процессы изготовления металлопродукции методами пластического деформирования связаны с формированием в готовых изделиях самоуравновешенной системы остаточных напряжений. При этом актуальной задачей является установление влияния технологии на уровень и характер распределения остаточных напряжений, которые могут достигать значительных величин вплоть до предела текучести и прочности материала, что часто приводит к разрушению конструкций еще при хранении или в первые часы эксплуатации при достаточно низком уровне эксплуатационных нагрузок. Уровень остаточных напряжений является во многих случаях важным параметром, определяющим качество изделий, полученных в результате пластического деформирования. Причины образования остаточных напряжений многообразны (неоднородность пластической деформации, температурного поля, фазовые превращения и т.д.), которые по своей величине могут превосходить напряжения от внешних нагрузок.
В настоящее время к металлопродукции предъявляют дополнительные требования с целью создания машин и конструкций, работающих в условиях высоких нагрузок и скоростей, резких колебаний параметров внешней среды [1]. Опыт эксплуатации конструкций в различных областях техники и результаты многочисленных экспериментов показывают, что остаточные напряжения существенно влияют на надежность и долговечность машин и механизмов. Отсюда значительные припуски на полуфабрикатах литейного, кузнечно-

В общем случае процессов обработки металлов давлением в качестве внешних воздействий выступают не только внешние поверхностные и массовые силы, но и различного рода термомеханические эффекты, такие, например, как неоднородное температурное поле. Влияние температуры при формировании остаточных напряжений рассматривается в монографии [3]. Поле остаточных напряжений находится из решения задачи термоупругопластичности при наличии неоднородного температурного поля, что более характерно для пластического деформирования металлов в горячем состоянии. Решение краевых задач можно проводить методом последовательных нагружений в пределах малых промежутков времени, которое эффективно при использовании численных методов конечных элементов. Необходимо отметить, что многократное решение связанной нелинейной задачи термоупругопластичности в областях сложной формы достаточно затруднительно даже на современных ЭВМ.
Сопоставление теоретических и экспериментальных результатов показывает их удовлетворительное соответствие [3,7,23]. Однако в ряде случаев, в силу принятия недостаточно обоснованных допущений и ограничений банка исходных данных (отсутствие зависимостей физико-механических и теплофизических характеристик от температуры, термокинетических диаграмм фазовых превращений и так далее) расчеты дают весьма приближенную картину распределение напряжений. Также многие задачи по нахождению полей остаточных напряжений пока не поддаются теоретическому решению.