Теоретические и экспериментальные основы расчета упругопластических контактных деформаций в процессах упрочняющей обкатки деталей цилиндрическими роликами

• Автор: Бабаков, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ методов упрочнения деталей машин

1.2. Анализ методов определения режимов поверхностного

ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

1.3. Анализ методов определения параметров контакта

поверхности детали и упрочняющего инструмента

1.4. Выводы и постановка задачи

2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СБЛИЖЕНИЯ В КОНТАКТЕ ДЕТАЛЕЙ С НАЧАЛЬНЫМ КАСАНИЕМ ПО ЛИНИИ
2.1. Общие положения
2.2. Закономерности сближения в контакте деталей при
упругом взаимодействии
2.3. Определение контактных напряжений, соответствующих появлению пластических деформаций или разрушениям в контакте..
2.4. Закономерности сближения в контакте деталей при
упругопластическом взаимодействии
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШИРИНЫ ОСТАТОЧНОГО ОТПЕЧАТКА В КОНТАКТЕ ДЕТАЛЕЙ С НАЧАЛЬНЫМ КАСАНИЕМ ПО ЛИНИИ
3.1. Общие положения
3.2. Определение ширины остаточного отпечатка по физикомеханическим СВОЙСТВАМ КОНТАКТИРУЮЩИХ ТЕЛ
3.3. Определение ширины остаточного отпечатка с
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕОРИИ РАЗМЕРНОСТИ
3.4. Выводы
4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ПЛАСТИЧЕСКИ ДЕФОРМИРОВАННОГО СЛОЯ ПРИ УПРОЧНЕНИИ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ РОЛИКАМИ
4.1. Общие положения
4.2. Разработка аналитического метода определения глубины
пластически деформированного слоя
4.3. Экспериментальная проверка разработанного метода
определения глубины пластически деформированного слоя
4.4. Выводы
5. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ОБКАТКОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ РОЛИКАМИ
5.1. Общие положения
5.2. Определение рациональных значений рабочей нагрузки
НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РОЛИК И ЕГО РАДИУСА
5.3. Практическая методика определения рациональных
ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
5.4. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Акт внедрения результатов работы в
ОАО «ВЗБТ»
Приложение 2. Акт внедрения результатов работы в учебный
процесс ВолгГТУ
Приложение 3. Методика применения программы для определения рациональных технологических параметров упрочняющей обкатки цилиндрическими роликами
Основные обозначения
А — параметр диаграммы деформирования (кривой упрочнения) материала;

А и В — коэффициенты, учитывающие сжатие цилиндра и деформацию плиты при упругопластическом силовом взаимодействии;
Аф — фактическая площадь контакта;
а — полное сближение в контакте; ау — упругое сближение в контакте;
а — большая полуось проекции эллиптической вмятины на плоскость, нормальную к направлению контактной нагрузки;
Ь' — меньшая полуось проекции эллиптической вмятины на плоскость, нормальную к направлению контактной нагрузки;
Ь — полуширина площадки контакта после снятия нагрузки;
Ьн — полуширина площадки контакта под действием нагрузки; с — эмпирический коэффициент, равный отношению интенсивности напряжений в точках продольной оси симметрии площадки контакта к истинным напряжениям при растяжении;
с10 — диаметры образца до испытания;
Ар — диаметры образца на участке равномерной деформации; с1ш — диаметр остаточного сферического отпечатка;
Ош — диаметр сферического индентора;
Ов — диаметр упрочняемого вала;
Вр — диаметр упрочняющего ролика;
8Л. — контактная податливость стальных деталей;
Е — модуль нормальной упругости; г л — степень пластической деформации;
8р — предельная равномерная деформация;

по параболическому закону, и получена зависимость (1.24), приведенная в таблице 1.1. Б.С. Ковальский [57], принимая эллиптический закон распределения по ширине площадки контакта цилиндра конечной длины, получил для изменения его диаметра выражение (1.25), близкое к (1.24). В работе [149] немецких ученых А. Фёппля и Л. Фёппля для параболического распределения контактных давлений получено приближенное выражение (1.26) для изменения диаметра цилиндра. Н.М. Беляев [14], принимая эллиптический закон распределения давления по ширине площадки контакта, получил для сближения формулу (1.27), которая содержит под знаком логарифма размерную величину, что исключает возможность вычисления значения сближения. Сам Н.М. Беляев не привел объяснения такого результата, однако позднее Э.Л. Айрапетов, восстановив в формуле (1.27) отброшенную постоянную, получил зависимость (1.28), пригодную для расчетов. Американский ученый К. Джонсон [38] для герцевского распределения давления в зоне контакта длинного кругового цилиндра, взаимодействующего с двумя другими поверхностями (несогласованной с ним формы) вдоль двух диаметрально расположенных образующих получил формулу (1.29). Выражение (1.30), описывающее сближение в контакте цилиндра с плоскостью, получено А.И. Петрусевичем [120]. Желая уточнить определение величины сближения оси цилиндра с плоскостью, шведским ученым А. Пальмгреном [113] предложена эмпирическая зависимость (1.31), которая в упрощенном виде использована и в работе [12]. Эмпирические зависимости (1.33), (1.34) приведены также в работах [72, 139].
В формулах (1.24)—(1.34) обозначено: а—сжатие (уменьшение
диаметра) цилиндра или сближение оси цилиндра с плоской плитой, толщина
которой равна радиусу цилиндра; с{ - ^—нагрузка Р на единицу длины / цилиндра; Я—радиус цилиндра; Ь—полуширина полоски контакта;
Й1,2 и ^1,2—коэффициент Пуассона и модуль