Повышение эффективности упрочнения поверхностного слоя деталей ГТД микрошариками с учетом технологических возможностей оборудования

• Автор: Гущин, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения

Введение
Глава 1 Проблемы модификации состояния поверхностного слоя деталей методами пластического деформирования.
1.1 Технологические возможности динамических методов упрочнения. Специальные требования к характеристикам состояния поверхностного слоя

1.2 Существующие математические модели расчета глубины упрочненного слоя

1.3 Особенности формирования напряженного состояния при динамическом ударном нагружении

1.4 Постановка задач исследования

Глава 2 Разработка математической модели упрочнения

микрошариками

2.1 Математическая модель единичного ударного взаимодействия шарика с упрочняемой поверхностью
2.2 Расчет глубины упругопластической деформации и изменений напряженного состояния поверхностного слоя при единичном взаимодействии.
2.3 Определение изменений температуры упрочняемой поверхности
2.4 Введение поправки на технологическую наследственность от предшествующей обработки.
2.5 Определение закона распределения упрочнения по обрабатываемой поверхности.
2.6 Экспериментальная проверка достоверности математической модели.
2.7 Выводы по главе 2
Глава 3 Исследование энергетических возможностей различных
механизмов разгона дроби
3.1 Распределение дроби по энергиям при разгоне газообразной средой
3.2 Распределение дроби по энергиям при разгоне жидкостной
средой
3.3 Определение распределения дроби по энергиям при разгоне лопастной установкой
3.4 Определение потерь энергии шарика при его движении через
слой жидкости на упрочняемой поверхности
3.5 Выводы по главе 3.
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований упрочнения на
примере конкретных деталей
4.1 Исследование закономерностей изменения физикомеханического состояния поверхностного слоя с учетом влияния схем, режимов обработки и характеристик технологического оборудования
4.2 Анализ и прогнозирование физикомеханического состояния
упрочненного поверхностного слоя с учетом технологической наследственности.
4.3 Выводы по главе 4.
Глава 5 Методика управления модификацией поверхностного слоя
деталей ГТД.
5.1 Разработка методики оптимизации упрочнения в виде математической модели управления процессами упрочнения по заданным выходным параметрам напряженнодеформированного состояния
5.2 Разработка программного обеспечения для ЭВМ.
5.3 Методика оптимизации процессов упрочнения при минимизации времени на операцию упрочнения
5.3 Выводы по главе 5
Общие выводы
Список использованных источников


Следует отметить, что определенную трудность, при достаточно развитых моделях определения остаточных напряжений и глубины пластически деформированного слоя представляет то, что на сегодняшний день не существует адекватных моделей, описывающих процесс разгона микрошариков различными типами установок для упрочнения. Характеристики процесса разгона необходимы для определения скорости микрошарика при ударе по упрочняемой поверхности. Цель работы. Повышение эффективности упрочнения поверхностного слоя деталей ГТД микрошариками с учетом технологических возможностей оборудования, реализующих различные способы разгона технологической среды. Задачи работы. Определение действующей в поверхностном слое детали температуры. Создание моделей разгона микрошариков различными типами установок пневмодробеструйной, гидродробеструйной, лопастной установками. Научная новизна. Разработана система математических моделей, учитывающих параметры разгона микрошариков на технологическом оборудовании и их взаимодействие с упрочняемой поверхностью. Практическая ценность. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработана комплексная методика управления процессами упрочнения деталей ГТД. Разработан пакет прикладных программ для расчета технологических параметров, определяющих оптимальные условия упрочнения деталей ГТД. Достоверность полученных результатов. Обоснованность и достоверность результатов, научных положений и выводов обеспечивается использованием фундаментальных положений теоретической механики, теории упругости и пластичности, технологии машиностроения статистической обработкой экспериментальных данных. Удовлетворительным совпадением результатов расчета и экспериментальных исследований, а также совпадением с результатами численного моделирования методом конечных элементов. Математическую модель процесса ударного взаимодействия единичного микрошарика с упрочняемой поверхностью. Математическую модель распределения микрошариков по энергиям при различных способах разгона. Методику оптимизации режимов упрочнения на основе характеристик имеющегося упрочняющего оборудования. Апробация работы. Результаты диссертационной работы были доложены на следующих научнотехнических конференциях Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков Рыбинск, г. Проблемы определения технологических условий обработки по заданным показателям качества изделий Рыбинск, г. Общая характеристика работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав изложена на 4 страницах текста, включая формул, таблиц, рисунков. ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ МОДИФИКАЦИИ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДАМИ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ 1Л Технологические возможности динамических методов упрочнения. Динамические процессы упрочнения получили самое широкое распространение в машиностроении вследствие большого их разнообразия, сравнительной простоты в освоении и внедрении технологии и оборудования, высокой эффективности и универсальности их технологических возможностей. Особо широкую область применения нашли дробеударные и абразивные способы, деформирующими элементами которых является сыпучая рабочая среда в виде абразивных гранул, дроби стальной, стеклянной и др. Эти методы обеспечивают упрочняющую обработку наиболее массовой номенклатуры деталей машин практически любых габаритов, материалов и форм. Универсальность динамических способов и высокая их эффективность проявляется и в плане возможного совмещения в одном процессе зачистных и упрочняющих операций. Вибрационный способ упрочнения деталей основан на использовании колебаний не связанных друг с другом частиц рабочей среды упрочняющего тела и обрабатываемых деталей. Рабочая среда и деталь помещаются в контейнер, которому специальным механизмом сообщается вибрация. В качестве рабочей среды для вибрационного упрочнения чаще всего используют стальные шарики. На существующих установках типа ВУП, ВСУ, ВСМ можно обработать любую деталь весом до 0 кг и длиной до метро в. Виброударная обработка деталей основана на использовании двухили трехкомпонентной вибрации, т.