Формирование остаточных технологических напряжений и прочность анизотропных осесимметричных металлоизделий

• Автор: Тиунов, Валерий Викторович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
1.1. Механизм формирования остаточных напряжений
1.2. Методы определения оста точных напряжений
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
2.1. Определение оста точных напряжений в трубах при пластическом деформировании
2.2. Асимметрия остаточных напряжений и криволинейность трубных изделий
2.3. Оста точные напряжения и вторичные пластические деформации при производстве трубных изделий
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ПРОЧНОСТЬ АНИЗОТРОПНЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ
3.1. Остаточные напряжения в анизотропных прутковых изделиях
3.2. Остаточные напряжения в анизотропных трубных изделиях
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ТОЧНОСТЬ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЦИРКОНИЕВЫХ СПЛАВОВ

4.1. Свойства цирко! шя
4.2. Виды ЦИРКОНИЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
4.3. Остаточные напряжения в металлоизделиях из циркониевых сплавов после пластического деформирования
4.4. Экспериментально теоретическая методика определения остаточных напряжений в металлоизделиях из циркониевых сплавов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Напряжения, существующие в телах или конструкциях при отсутствии каких-либо внешних воздействий, например, силовых, а также тепловых и других, в технической литературе называют по-разному. Наиболее распространенное в мировой практике название -остаточные напряжения. Некоторые учёные называю т эти напряжения собственными, внутренними, технологическими, сварочными, закалочными. В литературе на немецком языке принято название собственные - Eigenspannungen; в литературе на английском языке остаточные напряжения - residual stress. Такое разнообразие в названиях не вредит существу дела, а иногда даже более точно характеризует сущность рассматриваемого явления.
Основной причиной возникновения технологических остаточных напряжений является неоднородность пластической деформации материала, которая возникает вследствие неоднородного по сечению холодного деформирования, неравномерного распределения температур при нагреве или охлаждении, неравномерности фазовых превращений в изделии, и т.п.[1].
Все технологические процессы пластического деформирования металлов (ковка, штамповка, прокатка, волочение, прессование) сопровождаются неравномерной пластической деформацией по сечению. Одни слои металла растягиваются в большей степени, чем другие, и после разгрузки в них возникают остаточные напряжения ежа-

тия, в других — менее деформируемых слоях - возникают растягивающие остаточные напряжения.
Дальнейшая интенсификация процессов производства прутков и труб, внедрение многопроходного волочения без промежуточных отжигов, сдача труб потреби гелю в наклепанном состоянии требуют детального изучения остаточных напряжений как одной из причин ускоренного разрушения, понижения усталостной прочности и коррозионной стойкости металлоизделий.
В большинстве известных работ по изучению остаточных напряжений упор делается на разработку либо нового экспериментального метода, либо на совершенствование уже известного, а определение остаточных напряжений является как бы иллюстрацией возможности его осуществления. Естественно, что в этом случае не рассматривается влияние параметров технологического процесса на остаточные напряжения. Изучению остаточных напряжений в осесимметричных изделиях в зависимости от формы инструмента, смазки и прочих условий процесса пластического деформирования посвящено ограниченное число работ. Это исследования Г. И. Аксенова и Д. Г. Куриле-ха, И. А. Биргера, М. П. Желдака, И. А. Соколова, Г. Л. Колмогорова, Е. В, Кузнецовой, К. К. Годерзиан, В. И. Уральского, В. Даля и Г. Мюленвега, H.H. Ботроса, К. Като, Д. Мидоуза [1-7].
В государственных стандартах качество продукции определено, как совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять потребности в соответствии с назначением. Из принципиального положения о зависимости качества продукции чер-

Рис. 1.6. Принципиальная схема записи голограммы Лейта—Упатниекса: 1 — лазер, 2 — линза, 3 — полупрозрачное зеркало, 4 — объект, 5 — фотопластинка-детектор, 6 — линза в режиме лупы, ОЛ — опорный луч , ПЛ — предметный луч.
Наличие линзы (6) не принципиально для записи голограмм, однако необходимо для измерения остаточных напряжений. Линза находится на фокусном расстоянии от объекта и поэтому работает в режиме лупы: на фотопластинке записывается не весь образ объекта, а малая, но увеличенная в 2—5 раз, его часть — область поверхности с отверстием. Это позволяет рассмотреть довольно плотно расположенные (особенно на кромке отверстия) полосы интерферограммы.
С развитием голографии возникла голографическая интерферометрия, выполняемая гораздо проще, чем обычная, с меньшими затратами и ограничениями. Ее сущность такова: если совместить две голограммы объекта, записанные в различное время при разных состояниях поверхности объекта (один из способов — записать на одну фотопластинку), то при освещении этой фотопластинки лазерным лучом возникает результирующая интерферограмма, отражающая разницу