Разработка методики проектирования технологических процессов обкатывания на основе раскрытия наследственных закономерностей влияния состояния поверхностного слоя на циклическую долговечность деталей машин

• Автор: Кречетов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 241 с. : ил

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ УПРОЧНЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

1.1 Современные подходы к технологическому обеспечению

долговечности упрочненных деталей машин

1.2 Современные представления о механике технологического

наследования

1.3 Современные представления о механике циклического

деформирования

1.3.1 Неупругое деформирование в процессе циклического нагружения

1.3.2 Современные подходы к описанию накопления поврежденности в процессе циклического деформирования
1.3.3 Оценка накопленной поврежденности материала в категориях ультразвуковых сигналов
1.4 Выводы. Цель и задачи исследований
2 РАСЧЕТ НАКОПЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И ИСЧЕРПАНИЯ ЗАПАСА ПЛАСТИЧНОСТИ МЕТАЛЛОМ ПОВЕРХНОСТНОГО
СЛОЯ ДЕТАЛИ НА СТАДИИ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РЕЖИМОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
2.1 Структурно-аналитическая модель накопления деформаций и исчерпания запаса пластичности на стадии циклической долговечности

2.2 Методика расчета параметров механического состояния поверхностного слоя на стадиях механической обработки
2.3 Расчет параметров механического состояния поверхностного
слоя на стадии циклической долговечности
2.4 Выводы
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО НАСЛЕДОВАНИЯ НА СТАДИЯХ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ
3.1 Программа исследований
3.2 Методика ультразвукового контроля параметров механического
состояния материала
3.2.1 Методика исследования взаимосвязей параметров ультразвуковых сигналов и параметров механического состояния материала
3.2.2 Методика измерения степени деформации сдвига на стадиях механической обработки и циклической долговечности
3.3 Методика исследований формирования очагов деформации на
стадии резания
3.4 Методика исследований формирования поверхностного слоя на
стадии ППД с учетом технологического наследования
3.5 Методика исследования влияния режимов механической
обработки на циклическую долговечность
3.6 Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО НАСЛЕДОВАНИЯ НА СТАДИЯХ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

4. ] Экспериментальные исследования взаимосвязи параметров
механического состояния металла и параметров ультразвуковых сигналов
4.2 Экспериментальные исследования формирования очагов деформации на стадии резания
4.3 Экспериментальные исследования формирования поверхностного слоя на стадии ППД
4.3.1 Экспериментальные исследования формирования очагов деформации при ППД с учетом технологического наследования
4.3.2 Экспериментальные исследования формирования механического состояния поверхностного слоя на стадии ППД с учетом технологического наследования
4.4 Экспериментальные исследования влияния технологического наследования на циклическую долговечность деталей машин
4.5 Выводы
5 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБКАТЫВАНИЯ,
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЗАДАННУЮ ЦИКЛИЧЕСКУЮ
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
5.1 Решение прямой и обратной задачи обеспечения циклической
долговечности упрочненных деталей машин
5.1.1 Решение прямой и обратной задачи обеспечения циклической долговечности с использованием структурно-аналитической модели
5.1.2 Решение прямой и обратной задачи обеспечения циклической долговечности с использованием номограммы для упрощенного определения циклической долговечности

частности, на стадии накопления поврежденности при мягком нагружении критерий рассчитывается по формуле:
где 6 - ширина петли гистерезиса в полуцикле растяжения; Ле - односторонне накопленная пластическая деформация в полуцикле растяжения; е -предельная деформация при статическом разрыве образца; Л7 - текущее число циклов; еу - упругая деформация в полуцикле растяжения. Первый член уравнения (1.35) определяет усталостное повреждение от действия циклически обратимой пластической деформации, второй член - повреждение от односторонней пластической деформации, и третий член — повреждение от действия упругой деформации.
Полученные А.Н. Романовым критерии достаточно подробно описывают процесс усталостного нагружения с учетом кинетики изменения ширины петли гистерезиса в процессе циклического деформирования. Однако эти критерии абстрагированы от схемы напряженного состояния образца, которая влияет на накопление поврежденности. Кроме того, в явном виде не показано влияние истории нагружения детали, имевшей место на стадиях механической обработки.
Колмогоров В. Л. с сотрудниками предложил модель накопления поврежденности на стадии циклической долговечности в категориях степени деформации сдвига и степени исчерпания запаса пластичности [112]. Моменту появления магистральной трещины соответствует накопление поврежденности, оцениваемой как
'Руст +Ч'с„ш,п = (1.36)
где Ч/уст - степень исчерпания запаса пластичности, вызванного накоплением усталостных повреждений; - степень исчерпания запаса пластичности,
вызванного накоплением квазистатических повреждений.
Показатели исчерпания запаса пластичности определяются как
(1.35)