Ультразвуковые виброударные системы в процессах формирования заданных свойств металлических и композиционных материалов в машиностроении

• Автор: Ганиев, Махмут Масхутович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 330 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Объект и область исследования. Обзор литературы. Цель и задачи исследований

1.1. Методы поверхностного пластического деформирования

1.2. Упрочнение ППД с применением ультразвуковых колебаний

1.3. Математическое моделирование процесса УУЗУ

1.4. Применение ультразвукового ППД для снижения сварочных

напряжений и деформаций

1.5. Влияние ППД на коррозионные свойства сталей и сплавов

1.6. Улучшение прочностных свойств полимерных композиционных материалов применением УУЗО

1.7. Оборудование для УУЗО

1.8. Выводы по главе
1.9. Цель и задачи исследований
ГЛАВА 2. Динамика ультразвуковых виброударных систем с двумя степенями свободы
2.1. Динамика ультразвуковой виброударной обработки металла в зазоре между ультразвуковым преобразователем и волноводом -отражателем
2.1.1. Динамика взаимодействия УЗ преобразователя с резонансной опорой
2.1.2. Гармоническая линеаризация
2.1.3. Динамический отклик под нагрузкой
2.1.4. Сравнение экспериментальных данных и обсуждение результатов
2.1.5. Выводы по разделу 2.
2.2. Динамика ультразвукового виброударного инструмента с промежуточным бойком
2.2.1. Уравнения динамики виброударной системы с двумя ударными стыками
2.2.2. Расчет АЧХ и ФЧХ
ГЛАВА 3. Теоретико-экспериментальное исследование динамики и ударносилового воздействия промежуточного бойка на обрабатываемый материал
в процессе ультразвуковой виброударной обработки
3.1. Математическое моделирование динамики ультразвукового ударного инструмента с промежуточным бойком с применением метода припасовывания
3.2. Экспериментальное исследование силы удара бойка по изделию в зависимости от режимов виброударной обработки
ГЛАВА 4. Технологические применения ультразвуковой ударной обработки для формирования свойств сталей
4.1. Пластическое деформационное упрочнение и микроковка сталей с
применением ультразвуковой ударной обработки
4.1.1. Микротвердость и структура сталей после УУЗО
4.1.1.1. Металлографические исследования на образцах
4.1.1.2. Исследования микротвердости кромок лезвий
ножей
4.1.2. Статистический анализ зависимости параметров деформационного упрочнения от характеристик исходного состояния обрабатываемой заготовки
4.2. Ультразвуковая ударная обработка сварных швов
4.2.1. Влияние ультразвуковой ударной обработки на остаточные напряжения в сварной заготовке
4.2.2. Разработка метода мониторинга параметров интенсивности воздействия инструмента на поверхность обрабатываемого изделия в процессе УУЗО
4.2.3. Внедрение ультразвуковой ударной обработки сварных швов изделий на производстве .'
4.3. Влияние ультразвуковой ударной обработки на коррозионную стойкость стали
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. Влияние ультразвуковой ударной обработки на вязкость и смачивающую способность эпоксидных олигомеров и композиций на их основе. Новый способ обработки
5.1. Влияние режимов ультразвуковой обработки на вязкость эпоксидного олигомера ЭД-
5.2. Ультразвуковое воздействие на вязкость олигомеров различной молекулярной массы
5.3. Влияние ультразвуковой обработки на вязкость и скорость отверждения эпоксидных композиций
5.4. Зависимость смачивающей способности эпоксидной смолы ЭД-
от режимов ультразвуковой обработки
5.5. Влияние ультразвуковой обработки на смачивающую способность эпоксидных смол с различной молекулярной массой
5.6. О влиянии УУЗО на поверхностную энергию металлических подложек
5.7. Интенсификация процессов пропитки пластиков применением ультразвуковой обработки
5.8. Способ ультразвуковой обработки эпоксидных олигомеров
5.9. Выводы по главе
ГЛАВА 6. Повышение физико-механических свойств клеевых соединений
и покрытий на основе эпоксидных композиций, обработанных ультразвуком
6.1. Влияние ультразвукового воздействия на прочность композицион-
ных пластиков
6.2. Воздействие ультразвуковой обработки на физико-механические свойства клеевых соединений на основе эпоксидных композиций

сварочные напряжения в образцах из сталей аустенитного класса, титанового и алюминий магниевого сплавов.
Для изучения процесса обработки авторы применяли скоростную киносъемку со скоростью от 30 до 335 тысяч кадров в секунду. По результатам киносъемки установлено: а) торец концентратора за один период соприкасается в основном с одним бойком; б) рабочий боек перемещается в обойме с той же ультразвуковой частотой [207]; в) после удара о поверхность деформирующий боек отскакивает из-за ее упругих колебаний. По скорости подскока бойка была оценена амплитуда упругих напряжений и амплитуда изгибной волны образца из стали. По результатам сделан вывод о снижении напряжения текучести стали на 40-50% после УЗО.
Ударная ультразвуковая обработка способствует [242, 243] релаксации остаточных сварочных напряжений и образованию в области сварного шва благоприятных сжимающих напряжений. Выполняется плавный радиусный переход от сварного шва к основному металлу, происходит модификация структуры материала в зоне сварного шва.
Применением УУЗО устраняются сварочные деформации в тонкостенных конструкциях.
Повышение предела выносливости сварных соединений после УУЗО установлено на многих материалах.
Исследования показали, что при УУЗО сварных соединений наряду с поверхностным упрочнением бойками значительную роль играют упругие ультразвуковые колебания обработанной детали, приводящие к снижению напряжения текучести.
1.5, Влияние ППД на коррозионные свойства сталей и сплавов
В различных отраслях промышленности большое внимание уделяют защите конструкций от коррозии.
Рассмотрим применение УУЗО для повышения коррозионной стойкости материалов в самолетостроении и общем машиностроении.