Разработка метода расчета упругопластических контактных деформаций в процессах упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием

• Автор: Сидякин, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 377 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1. Исследования в области сопротивления материалов контактной
деформации
1.2. Анализ методов выбора режимов упрочняющего поверхностного пластического деформирования (ППД) деталей машин
1.3. Контактный модуль упрочнения (пластическая твердость) материала, его основные свойства и методы определения
1.4. Основные расчетные соотношения при контактном взаимодействии тел
1.5. Выводы по главе и постановка задачи исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО КОНТАКТА ТЕЛ
ДВОЯКОЙ КРИВИЗНЫ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
2.1. Содержание, условия и методика экспериментального исследования
2.2. Исследуемые схемы контакта, материалы образцов и рабочих инструментов
2.3. Обсуждение результатов эксперимента
2.4. «Сферическая» модель упругопластического контактного взаимодействия тел
2.4.1. Приведенный радиус кривизны сопряженных поверхностей и его экспериментальное определение
2.4.2. Расчетное определение приведенного радиуса кривизны контактирующих тел
2.5. О границах линейного участка функциональной зависимости глубины остаточной вмятины от контактной нагрузки
2.6. Прогнозирование геометрических параметров остаточной вмятины
2.6.1. Расчет полуосей контура остаточной вмятины
2.6.2. Расчет сближения в контакте и его составляющих
2.7. Экспериментальная проверка предложенного метода расчета геометрических параметров контактной площадки
2.8. Эксцентриситет контура остаточной вмятины в зависимости от
ее глубины и кривизны поверхностей контактирующих тел
2.9. Выводы
СОПРОТИВЛЕНИЕ МЕТАЛЛА УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ КОНТАКТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ УДАРНОМ НАГРУЖЕНИИ..
3.1. Общие положения
3.2. Пластическая твердость металла при ударном нагружении
3.2.1. Соударение упругой сферы с плоской поверхностью контртела
3.2.2. Общий случай соударения тел двоякой кривизны
3.3. Динамический коэффициент пластической твердости сталей
3.4. Динамика соударения тел двоякой кривизны
3.4.1. Расчет основных параметров соударения
3.4.2. Дифференциальные зависимости динамики ударного процесса
3.4.3. Приближенные расчетные зависимости
3.4.4. Определения размеров полуосей контура остаточной вмятины
3.5. Исследование контактных деформаций и разрушений при ударно-циклическом нагружении
3.5.1. Прогнозирование кинетики развития остаточных вмятин
при ударно-циклическом нагружении тел
3.5.2. Анализ разрушений контактных поверхностей, вызванных повторной ударной нагрузкой
3.6. Совершенствование методов измерения твердости стали без-эталонными приборами ударного действия
3.7. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛАСТИЧЕСКИ ДЕФОРМИРОВАННОГО СЛОЯ ДЕТАЛИ, ПОДВЕРГНУТОЙ ОБКАТКЕ РОЛИКАМИ
4.1. Интенсивность остаточной деформации на линии внедрения
упругого штампа двоякой кривизны в плоскую поверхность
контртела
4.1.1. Общие положения
4.1.2. Исследование интенсивности пластической деформации
на линии вдавливания под эллиптической вмятиной
4.1.3. Инженерный расчет интенсивности пластической деформации
4.1.4. О соотношении между степенью и интенсивностью остаточных деформаций в контакте
4.2. Распределение твердости в наклепанном слое детали
4.3. Исследование деформированного состояния материала поверхностного слоя детали
4.4. Обсуждение результатов экспериментального исследования
4.5. Интенсивность деформации поверхностного слоя детали
после ее обкатки роликами или шариками
4.6. Условия получения заданной интенсивности деформации поверхностного слоя детали
4.7. Выводы
5. РАСЧЕТ ГРАНИЦ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКИ ДЕФОРМИРОВАННОЙ ОБЛАСТИ В ОКРЕСТНОСТИ ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ ВМЯТИНЫ
5.1. Сопоставление методов, используемых на практике для регистрации границы распространения пластически деформированной зоны
5.2. Исследование и расчет глубины распространения пластической деформации под эллиптической вмятиной

ние геометрических размеров деформирующего инструмента на параметры области деформации при ППД, использовал П.А. Чепа [214]. Предложенный им критерий
М(1.9) >' rD

опробован на сталях 40Х и 45, прошедших различную термообработку. Высокая эффективность упрочнения достигается при условии, когда М» 1 мм'1.
Однако оба рассмотренных критерия не содержат в явном виде параметры, характеризующие физико-механические свойства материала обрабатываемой детали, ее форму и размеры. В определенной степени эти факторы учитываются в зависимости для расчета предельной рабочей нагрузки, предотвращающей шелушение, которую предложил В.М. Браславский [24],
48000 ■ 5"'~2 НВ* — <р“‘р F =---------т— ----- кгс, (1.10)
б2"'(кп+-к0)1 а
где к0 и к„ - приведенные кривизны поверхностей инструмента и детали в плоскостях обкатки и подачи соответственно; nt - показатель степени в формуле Мейера (см. форм. 1.2), характеризующий способность материала к наклепу; (рср - средний угол вдавливания ролика в деталь (для сталей <Рф< 5°); а и b - большая и малая полуоси элл!штической площадки контакта на поверхности детали при однократном внедрении в нее ролика; НВ - твердость по Бринеллю материала упрочняемой детали (в кгс/мм2).
Указанные подходы не решают в целом рассматриваемую задачу, т.к. раскрывают проблему прогнозирования возможных разрушений поверхности деталей при ППД лишь на эмпирическом уровне. Предложенные критерии и зависимости определяют только критические режимы обработки, при которых происходит разрушение поверхностного слоя деталей, и поэтому не позволяют в полной мере оценить физическое состояние этого слоя после обкатки, а также процесс развития разрушений и оставшийся запас пластичности материала при