Кинетика напряжённо-деформированного состояния в поверхностно упрочнённом цилиндрическом образце при сложном напряжённом состоянии в условиях ползучести


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предложена методика решения краевой задачи оценки кинетики напряжённо-деформированного состояния поверхностно упрочнённого сплошного цилиндрического образца в условиях ползучести для трёх видов напряжённого состояния (растяжение, чистое кручение, совместное действие растягивающей нагрузки и крутящего момента). В качестве базовой реологической модели используется энергетический вариант теории ползучести и длительной прочности. Разработан алгоритм численного решения задачи, позволяющий оценить релаксацию остаточных напряжений в упрочнённом слое на фоне ползучести цилиндрического образца для всех трёх видов напряжённого состояния. Выполнено детальное исследование влияния касательных напряжений на релаксацию остаточных напряжений при растяжении образца. Показано, что приложение крутящего момента к растягиваемому осевой нагрузкой образцу интенсифицирует процесс релаксации всех компонент тензора остаточных напряжений. Наблюдается существенное перераспределение напряжённого состояния по радиусу в зависимости от времени. Приводятся результаты вариативных расчётов.

Об авторах

Владимир Павлович Радченко

Самарский государственный технический университет

Email: radch@samgtu.ru
(д.ф.-м.н., проф.), заведующий кафедрой, каф. прикладной математики и информатики Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Виталий Владимирович Цветков

Самарский государственный технический университет

Email: vi.v.tsvetkoff@mail.ru
студент, каф. прикладной математики и информатики Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Список литературы

  1. И. А. Биргер, Остаточные напряжения, М.: Машгиз, 1963. 262 с.
  2. В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичев, В. Б. Иванов, Остаточные напряжения и сопротивление усталости упрочнённых деталей с концентраторами напряжений, Самара: СНЦ РАН, 2008. 64 с.
  3. И. Г. Гриченко, Упрочнение деталей из жаропрочных и титановых сплавов, М.: Машиностроение, 1971. 120 с.
  4. Б. А. Кравченко, В. Г. Круцило, Г. Н. Гутман, Термопластическое упрочнение - резерв повышения прочности и надежности деталей машин, Самара: СамГТУ, 2000. 216 с.
  5. А. М. Сулима, В. А. Шувалов, Ю. Д. Ягодкин, Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин, М.: Машиностроение, 1988. 240 с.
  6. В. П. Радченко, М. Н. Саушкин, Ползучесть и релаксация остаточных напряжений в упрочнённых конструкциях, М.: Машиностроение-1, 2005. 226 с.
  7. В. П. Радченко, В. А. Кирпичев, В. А. Лунин, “Влияние термоэкспозиции на остаточные напряжения образцов из сплава ЭП742 после ультразвукового упрочнения” // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Техн. науки, 2012. No 3(35). С. 147-154.
  8. В. И. Цейтлин, О. В. Колотникова, “Релаксация остаточных напряжений в деталях турбины ГТД в процессе эксплуатации” // Проблемы прочности, 1980. No 8. С. 46-48.
  9. D. J. Buchanan, R. John., “Relaxation of shot-peened residual stresses under creep loading”, Scripta Materialia, 2008, vol. 59, no. 3, pp. 286-289. doi: 10.1016/j.scriptamat.2008.03.021.
  10. Lechun Xie, Chuanhai Jiang, Vincent Ji, “Thermal relaxation of residual stresses in shot peened surface layer of (TiB + TiC)/Ti-6Al-4V composite at elevated temperatures”, Materials Science and Engineering: A, 2011, vol. 528, no. 21, pp. 6478-6489. doi: 10.1016/j.msea.2011.04.075.
  11. B. J. Foss, S. Gray, M. C. Hardy, S. Stekovic, D. S. McPhail, B. A. Shollock, “Analysis of shot-peening and residual stress relaxation in the nickel-based superalloy RR1000”, Acta Materialia, 2013, vol. 61, no. 7, pp. 2548-2559. doi: 10.1016/j.actamat.2013.01.031.
  12. A. Evans, S-B. Kim, J. Shackleton, G. Bruno, M. Preuss, P. J. Withers, “Relaxation of residual stress in shot peened Idimet 720Li under high temperature isothermae fatigue”, Int. J. Fatigue, 2005, vol. 27, no. 10-12, pp. 1530-1534. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2005.07.027.
  13. M. Benedetti, V. Fontanari, P. Scardi, C. L. A. Ricardo, M. Banclini, “Reverse bending fatigue of shot peened 7075-T651 aluminium alloy: the role of residual stress relaxation” // Int. J. Fatigue, 2009. No 31. С. 1225-1236. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2008.11.017.
  14. Jong-Cheon Kim, Seong-Kyun Cheong, Hirochi Noguchi, “Residual stress relaxation and low- and high-cycle fatigue behavior of shot-peened medium-carbon steel”, Int. J. Fatigue, 2013, vol. 56, pp. 114-122. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2013.07.001.
  15. О. В. Колотникова, “Эффективность упрочнения методами поверхностного пластического деформирования деталей, работающих при повышенных температурах” // Проблемы прочности, 1983. No 2. С. 112-114.
  16. С. И. Иванов, “Определение остаточных напряжений в поверхностном слое цилиндра” / Вопросы прочности элементов авиационных конструкций. Т. 48, Куйбышев: КуАИ, 1971. С. 153-168.
  17. С. И. Иванов, “К определению остаточных напряжений в цилиндре методом колец и полосок” / Остаточные напряжения. Т. 53, Куйбышев: КуАИ, 1974. С. 32-42.
  18. В. П. Радченко, М. Н. Саушкин, В. Ф. Павлов, “Метод расчета остаточных напряжений и пластических деформаций в цилиндрических образцах с учетом анизотропии процесса поверхностного упрочнения” // ПМТФ, 2011. Т. 52, No 2. С. 173-182.
  19. В. П. Радченко, М. Н. Саушкин, “Математические модели восстановления и релаксации остаточных напряжений в поверхностно упрочнённом слое цилиндрических элементов конструкций при ползучести” // Изв. вузов. Машиностроение, 2004. No 11. С. 3-17.
  20. В. П. Радченко, М. Н. Саушкин, “Прямой метод решения краевой задачи релаксации остаточных напряжений в упрочнённом изделии цилиндрической формы при ползучести” // ПМТФ, 2009. Т. 50, No 6. С. 90-99.
  21. В. П. Радченко, В. Ф. Павлов, М. Н. Саушкин, “Определение параметра анизотропии упрочнения и остаточных напряжений в цилиндрическом образце из стали после обкатки роликом” // Проблемы машиностроения и надежности машин, 2011. No 4. С. 93-100.
  22. В. П. Радченко, В. В. Цветков, “Напряжённо-деформированное состояние цилиндрического образца из сплава Д16Т в условиях осевого растяжения и кручения при ползучести” // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2013. No 3(32). С. 77-86. doi: 10.14498/vsgtu1277.
  23. О. В. Соснин, Б. В. Горев, А. Ф. Никитенко, Энергетический вариант теории ползучести, Новосибирск: ИГиЛ СО АН СССР, 1986. 96 с.
  24. В. П. Радченко, Ю. А. Еремин, Реологическое деформирование и разрушение материалов и элементов конструкций, М.: Машиностроение-1, 2004. 264 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Самарский государственный технический университет, 2014

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).