Прогнозирование предела выносливости при изгибе поверхностно упрочнённых деталей с учётом масштабного фактора тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

004617423

На правах рукописи

Чирков Алексей Викторович

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛА ВЫНОСЛИВОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ ПОВЕРХНОСТНО УПРОЧНЁННЫХ ДЕТАЛЕЙ С УЧЁТОМ МАСШТАБНОГО ФАКТОРА

Специальность 01.02.06-Динамика, прочность машин, приборов

и аппаратуры

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 б ДЕК 20и)

Самара-2010

004617423

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)» на кафедре сопротивления материалов.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор

ПАВЛОВ Валентин Фёдорович

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор

ПОНОМАРЁВ Юрий Константинович

Защита состоится «28» декабря 2010 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д212.215.02 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)» по адресу: 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного аэрокосмического университета (СГАУ).

Автореферат разослан «___»_2010 г.

доктор физико-математических наук, профессор

РАДЧЕНКО Владимир Павлович

Ведущая организация: ОАО «КУЗНЕЦОВ»

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из основных резервов повышения [ротивления усталости деталей с концентраторами напряжений является шенение современных упрочняющих технологий. Детали машин имеют как !нь маленькие габариты, так, иногда, и очень большие, что вызывает >блемы, как при их изготовлении, так и при упрочнении. Поэтому влияние ¡штабного фактора в связи с действием остаточных напряжений на [ротивление усталости является важной задачей теории и практики жзводства деталей машин.

Работы последних лет в области механики остаточных напряжений 1Волили выяснить влияние технологических факторов на уровень остаточных фяжений. Созданы методики назначения режимов упрочняющей обработки целью создания требуемого распределения остаточных напряжений для гкретных типов деталей. Однако влияние концентраторов различных видов и меров, а также возникающее при опережающем поверхностном ютическом деформировании перераспределение остаточных напряжений юстаточно изучено.

Предпринимались попытки оценить влияние остаточных напряжений на ;дел выносливости упрочнённых образцов и деталей различных размеров юречного сечения, но известные из литературных источников данные об ;нке приращения предела выносливости разобщены и имеют большой брос. В связи с этим, оценка влияния характера распределения остаточных [ряжений на сопротивление усталости с учётом масштабного фактора очень сна.

Поэтому создание методики прогнозирования приращения предела 1осливости поверхностно упрочнённых деталей с учётом масштабного ггора имеет большое значение и актуальность.

Цель работы. Прогнозирование предела выносливости при изгибе в чае симметричного цикла упрочнённых деталей с учётом масштабного стора, используя распределение остаточных напряжений, вызванных 1ерхностным пластическим деформированием.

Научная новизна.

1. Решена задача определения дополнительных остаточных напряжений счёт перераспределения остаточных усилий после опережающего

юрхностного пластического деформирования с использованием воначальных деформаций. Реализация задачи осуществлена с помощью ираммного комплекса МЗС.КазИагЛ МБС.Ра^ап.

2. Установлена связь между пределом выносливости и остаточными ¡ряжениями плоских образцов и цилиндрических образцов с [центраторами в широком диапазоне размеров поперечного сечения.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью тановки задач исследования, применением апробированных аналитических численных методов расчёта, проведением расчётов на современной шслительной технике, корректным заданием исходных данных, а также

сходимостью теоретических расчётов с экспериментальными результатами других исследователей, опубликованными в научных изданиях, и полученными лично автором.

Практическая ценность работы. Разработанные в диссертации методики определения дополнительных остаточных напряжений по первоначальным деформациям позволяют прогнозировать предел выносливости при изгибе поверхностно упрочнённых деталей различного диаметра; обеспечивают назначение наиболее эффективных режимов упрочнения деталей различных размеров поперечного сечения; позволяют существенно упростить прогнозирование предела выносливости упрочнённых деталей с учётом масштабного фактора.

Основные результаты получены при финансовой поддержке Федерального агентства по образованию (проект РНП 2.1.1/3397 «Разработка методов решения краевых задач, расчётно-информационная база данных и программный комплекс для оценки релаксации остаточных напряжений при ползучести и сопротивления усталости упрочнённых элементов конструкций с концентраторами напряжений» и проект РНП 2.1.1/889 «Теоретические и экспериментальные исследования влияния диссипативных процессов на механические характеристики и разрушение материалов»).

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в производство и используются в расчётах на прочность деталей и элементов двигателей летательных аппаратов в ОАО «Самарское конструкторское бюро машиностроения», а также используются в учебном процессе кафедрой сопротивления материалов Самарского государственного аэрокосмического университета.

Апробация работы. Результаты выполненных исследований докладывались на следующих конференциях: Всероссийских научных конференциях с международным участием "Математическое моделирование и краевые задачи" (г.Самара, 2006, 2007, 2008, 2009 и 2010 гг.); "Проблемы и перспективы развития двигателестроения" (г. Самара, 2006 и 2009 гг.), "Проблемы динамики и прочности в газотурбостроении" (г. Киев, 2007 г.); четвёртом Международном форуме "Актуальные проблемы современной науки" (г. Самара, 2008 г.), Международной научной студенческой конференции "Научному прогрессу - творчество молодых" (г. Йошкар-Ола, 2008 г.), второй Всероссийской конференции молодых учёных и специалистов "Будущее машиностроения России" (г. Москва, 2009 г.), Всероссийской научной конференции с международным участием "X Королёвские чтения" (г. Самара, 2009 г.), пятом Международном форуме "Актуальные проблемы современной науки" (г. Самара, 2010 г.), VI Всероссийской конференции "Механика микронеоднородных материалов и разрушение" (г. Екатеринбург, 2010 г.), Международной научно-технической конференции "Прочность материалов и элементов конструкций" (г. Киев, 2010 г.), Международной молодёжной научной конференции по естественнонаучным и техническим

лщплинам "Научному прогрессу - творчество молодых" (г. Йошкар-Ола, 10 г.).

Содержание работы докладывалось и обсуждалось на научно-технических шнарах и заседаниях кафедры «Сопротивление материалов» СГАУ (2008, )9,2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа, в том числе в ¡визируемых научных журналах и изданиях, определённых ВАК России - 3. ммарный объём принадлежащего автору опубликованного материала гавляет 1,32 печ.л.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, ъгрёх разделов, заключения, списка использованных источников, -шожений. Содержит 112 страниц машинописного текста, включая 53 ;унка, 7 таблиц, 2 приложения и библиографию из 145 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, дана характеристика ьекта исследования, излагается цель диссертационной работы и перечень тожений, которые выносятся на защиту.

Первый раздел посвящен обзору литературы по теме диссертации, ализ работ Биргера И.А., Иванова С.И., Кирпичёва В.А., Кудрявцева 3., Когаева В.П., Кравченко Б.А., Павлова В.Ф., Папшева Д.Д., Подзея 3., Радченко В.П., Сулимы A.M., Серенсена C.B., Степнова М.Н., ровского M.JL, АлменаИ., Бюлера Г., Дои О., Закса Г. и других ¡чественных и зарубежных авторов, посвящённых исследованию сточных напряжений в деталях с концентраторами, их влиянию на фотивление усталости и прогнозированию предела выносливости эочнённых деталей, показал, что теоретические разработки по проблеме ваточных напряжений в деталях с концентраторами пока ещё далеки от ;ершения.

В настоящее время не существует методик моделирования и расчёта ^распределения остаточных напряжений, вызванных опережающим зерхностным пластическим деформированием в деталях и образцах по )воначальным деформациям. Также в настоящее время не применяется ггерий среднеинтегральных остаточных напряжений для количественной :нки влияния остаточных напряжений на сопротивление усталости щких упрочнённых образцов и образцов с размерами поперечного [ения до трёх миллиметров. Недостаточно изучено влияние остаточных фяжений на предел выносливости при изгибе поверхностно эочнённых гладких деталей и деталей с концентраторами напряжений с ¡том масштабного фактора.

На основе выполненного в диссертации анализа сформулированы дующие задачи исследования, которые необходимо решить: 1. Разработать методику расчёта перераспределения остаточных гряжений, вызванных опережающим поверхностным пластическим юрмированием в деталях и образцах по первоначальным деформациям.

2. Разработать методику моделирования перераспределения остаточных напряжений в поверхностно упрочнённых деталях и образцах с использованием конечно-элементного комплекса М8С.Ма51гап\М8С.Ра1:гап.

3. Оценить влияние величины и характера распределения остаточных напряжений и разработать методику прогнозирования предела выносливости при изгибе поверхностно упрочнённых гладких деталей, а также деталей с концентраторами напряжений с учётом масштабного фактора.

Во втором разделе приводится решение задачи о перераспределении остаточных напряжений в упрочнённых деталях после нанесения концентратора по первоначальным деформациям с использованием программного пакета МБС.Наз1гап\М8С.Ра^ап, реализующего метод конечных элементов (МКЭ).

В ряде случаев образование остаточных напряжений происходит при упругих деформациях, когда имеют место изотропные первоначальные деформации, обусловленные упругим изменением объёма материала. Для задач такого типа применимы методы теории упругости, основанные на использовании первоначальных деформаций. В случае изотропных первоначальных деформаций возникает задача, полностью совпадающая с температурной задачей теории упругости.

Если обозначить, пропорциональную первоначальным деформациям матрицу через {¿о}, то напряжения в детали в соответствии с законом Гука

н=№на> ; (1)

где [о] - матрица упругости, содержащая характеристики материала,

{г} - матрица полной деформации. Для осесимметричной задачи:

1"

к>}=<

■оо

(1+Д

(2)

(3)

(4)

где

- величина изотропной первоначальной деформации, ц -коэффициент Пуассона.

Если в качестве первоначальных деформаций рассматривать температурные деформации, то для осесимметричной задачи:

"Г

{¿г0}=«Г

(1 + Л-

(5)

В связи с тем, что коэффициент линейного расширения а есть величина постоянная, то при отсутствии действия внешних сил на свободное тело в области, удалённой от краевых зон, существует прямая связь между

лпературным полем и напряжениями. Причём в свободном теле ипературные деформации, вызывающие напряжения, возникают только при равномерном температурном поле.

При решении таких задач зависимость а = а (а) заменяется зависимостью = Т(а) в виде математического выражения или в табличной форме, где а -пщина поверхностного слоя. Положительное значение перепада температур этветствует сжатию, отрицательное - растяжению.

Для сравнения результатов расчёта перераспределения остаточных пряжений при нанесении надреза по разработанной методике использовались лученные ранее аналитическим методом и МКЭ результаты.

Рассмотрены различные способы задания распределения остаточных пряжений (рисунок 1) и обоснован выбор наиболее оптимальных параметров :чёта. Предложен метод контроля правильности задания остаточных пряжений с учётом краевого эффекта (рисунок 2).

О

-100 -200 ^ -300 -400

I

Ь -500 -600 -700 -800

0.2 О

J а, мм

К г

ф

ь

j

Рисунок 1 - Эпюры суммарных остаточных напряжений сгг по толщине поверхностного слоя а в области дна надреза, полученные при различных функциях задания нагружения: 1 — ступенчатая, 2 — кусочная, с линейной аппроксимацией на участках, 3 - степенная, 4 - полученные по более ранним методикам

150

100

50

0

-50

-100

b -150

-200

-250

-300

-350

5 10 15 20 25 30 35

/

) >

У

Рисунок 2-Распределение осевых остаточных напряжений ст2 на поверхности по длине образца 1

Для оптимизации вычислительных ресурсов и процедуры расчётов была предусмотрена следующая схема разбиения образца на конечные элементы. В области образца с концентратором напряжений и протяжённостью, равной половине диаметра О, /2 вдоль оси образца и 1 мм в радиальном направлении, задавалась наибольшая густота конечно-элементной сетки, которая соответствовала элементу размером 0,01 мм на 0,01 мм. В прилегающих к ней областях густота сетки уменьшалась вдвое, а в областях, прилегающих к ним, -ещё в два раза. Таким образом, размер элемента в наиболее удалённой части образца составлял 0,04 мм. Размеры областей выбирались из необходимости получения подробного распределения на дне надреза и возможности контроля эпюры остаточных напряжений.

В третьем разделе изложены применяемые в диссертации методики определения остаточных напряжений в плоских и цилиндрических образцах, представлены характеристики машин, на которых проводились испытания на усталость, а также приводится описание установок и оборудования для упрочнения образцов и определения остаточных напряжений.

Исследования проводились на образцах, изготовленных из сплава ЭИ698ВД и стали 20. Механические характеристики исследуемых материалов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Механические характеристики исследуемых материалов

Материал <т0 2, МПа <гв, МПа 8,%

ЭИ698ВД 700 1120 ; 25 28 1540

Сталь 20 395 522 26 66 1416

Для определения остаточных напряжений были изготовлены плоские образцы из сплава ЭИ698ВД, размеры которых представлены на рисунке 3,а. Испытания на усталость проводились на упрочнённых и неупрочнённых плоских образцах (рисунок 3, б). Образцы для определения остаточных напряжений и испытаний на усталость упрочнялись стальными шариками диаметром 0,315 мм при различном давлении воздуха. Режимы упрочняющей обработки представлены в таблице 2. В гладких плоских образцах из сплава ЭИ698ВД остаточные напряжения определялись методом И. А. Биргера.

Ы0

60

о

х±

68,5

25

9,5

а)

б)

Рисунок 3 - Плоские образцы из сплава ЭИ698ВД для определения остаточных напряжений (а) и испытаний на усталость (б)

На рисунке 4 изображена рабочая часть цилиндрических образцов аметром Д=10мм и .О, =25 мм с круговыми надрезами полукруглого офиля с радиусами рй = 0,3 мм и ра = 0,5 мм из стали 20 для испытаний на галость. Размеры поперечного сечения образцов, радиусы надрезов едставлены в таблице 3. Гладкие образцы подвергались пневмо-абеструйной обработке (ПДО) дробью диаметром 1,5-2 мм при давлении здуха 0,25 МПа в течение 10 минут, а также обкатке роликом с усилием = 0,5кН и Р=1,0кН. Упрочнение обкаткой роликом (ОР) проводилось на сарном станке роликом диаметром Орол=60 мм и профильным радиусом

тф=1,6 мм с подачей 5=0,11 мм/об, при вращении образца с числом эротов п = 400 об/мин.

у

Рисунок 4 - Рабочая часть цилиндрических образцов из стали 20 с надрезом полукруглого профиля для испытаний на усталость при изгибе

Остаточные напряжения в гладких цилиндрических образцах диаметром = 10 мм и I), =25 мм после поверхностного пластического деформирования зеделялись методом колец и полосок. Эти напряжения являлись исходными шыми для расчёта дополнительных остаточных напряжений, обусловленных ^распределением остаточных усилий гладкого образца после нанесения феза.

В четвёртом разделе представлены результаты экспериментального зеделения остаточных напряжений в гладких образцах из сплава ЭИ698ВД :ле упрочнения стальными шариками, а также цилиндрических гладких >азцов и образцов с надрезами из стали 20 после пневмодробеструйной »аботки и обкатки роликом. Изучено влияние остаточных напряжений на [ротивление усталости при изгибе гладких и цилиндрических образцов с фезами. Ускоренные испытания на усталость при изгибе в случае шетричного цикла гладких образцов проводились на вибрационном ктродинамическом стенде ВЭДС-500 с резонансной частотой 300 Гц. База [ытаний составляла 2-106 циклов нагружения. Сравнительные испытания на алость цилиндрических образцов диаметром 10 мм при чистом изгибе с щением проводились на испытательных машинах МУИ-6000, а шндрических образцов диметром 25 мм - при поперечном изгибе на машине [М-01. База испытаний - 3-106 циклов нагружения.

Выстоявшие базу испытаний образцы доводились до разрушения при [ряжениях, значительно больших предела выносливости. Во всех ючнённых гладких образцах и образцах с концентраторами напряжений

юдались нераспространяющиеся трещины усталости. На рисунке 5

ч \

ч'Ыл ■-о

а) б)

Рисунок 5 - Фрагменты излома упрочнённого дробью образца диаметром 10 мм с р0 = 0,3 мм из стали 20 (а) и гладкого плоского образца из сплава ЭИ698ВД (б): 1 - надрез, 2 - нераспространяющаяся трещина, 3 - зона долома

представлены фрагменты изломов образцов, на которых хорошо просматриваются нераспространяющиеся трещины.

Оценка влияния поверхностного упрочнения на предел выносливости проводилась по критерию среднеинтегральных остаточных напряжений аост.

Приращение предела выносливости А сг_, образца с остаточными напряжениями при использовании критерия аост определялось по формуле

Аа_х=ч7а\аост\, (6)

где у7а - коэффициент влияния остаточных напряжений на предел выносливости по разрушению,

о-у/1

(7)

сг2(£) - осевые остаточные напряжения в наименьшем сечении образца (детали) с концентратором; ^ = у/1кр - расстояние от дна надреза до текущего слоя, выраженное в долях ^. Через (кр обозначена максимально возможная

глубина нераспространяющейся трещины усталости, возникающей при работе детали (образца) на пределе выносливости.

Результаты измерения остаточных напряжений в плоских образцах из сплава ЭИ698ВД приведены на рисунке 6, а результаты испытаний на усталость - в таблице 2.

При упрочнении гладких плоских образцов стальными шариками коэффициент влияния остаточных напряжений ц7а составляет в среднем 0,492 (таблица 2) и практически совпадает с значением ц7а, вычисленным по известным формулам

цТа =0,612-0,081^, (8)

^=0,514-0,065^. (9)

Из формул (8) и (9), принимая для случая гладкой детали теоретический ап и эффективный Ка коэффициенты концентрации напряжений равными единице, получаем среднее значение коэффициента ц7а = 0,490. Такое совпадение коэффициента у7а объясняется устойчивостью остаточных напряжений в упрочнённых образцах из сплава ЭИ698ВД под действием переменных сил.

Рисунок 6 - Осевые остаточные напряжения сгг в образцах после упрочнения (1-4) и в исходном состоянии (5). Номера эпюр соответствуют номерам режимов упрочнения

таблицы 2

>лица 2 - Режимы упрочнения, результаты измерения остаточных напряжений зультагы испытаний на усталость образцов из сплава ЭИ698ВД_

режима очнения Тип шариков Р, МПа о-2по\ МПа о-^ш.МПа а_Ху, МПа Уа

1 0,15 -440 -531 545,4 0,400

2 стальные 0,3 -280 -524 562,6 0,438

3 0,45 -260 -483 630,2 0,616

4 0,6 -220 -472 574,8 0,513

5 исходное состояние - - - 332,9 -

Далее изучались остаточные напряжения в цилиндрических образцах из ли 20 и их влияние на сопротивление усталости. На рисунке 7, а вставлены эпюры остаточных напряжений гладких цилиндрических эазцов £)/ = 10 мм, а на рисунке 1,6 - эпюры остаточных напряжений в )азцах того же диаметра с радиусами надрезов р0 =0,3 мм и /?о=0,5 мм после [О и обкатки роликом с усилием Р = 0,5 кН и Р = 1,0 кН.

В таблице 3 приведены результаты испытаний на усталость шндрических образцов из стали 20 различных диаметров и радиусов фезов. Во всех упрочнённых образцах наблюдались нераспространяющиеся вдины усталости. В образцах без остаточных напряжений такие трещины утствовали.

В таблице 3 приведены также значения критической глубины аспространяющейся трещины усталости *, критерия среднеинтегральных

100

о

£-100

ь"-200 -300 -400

О 0,2 0,4 0

6 0,8 1,0 а, мм

-200

| -400

в' -600

-800

-1000

____

/ /

/ / У

и 4

4 7 24 / //

Чс

а) 0 0.1 0 2 0 3 0 4 0.5 а..

4—

крп=0,5 мм

4=0 ,3 мм

// /

/ / // *

/

б)

Рисунок 7 - Осевые остаточные напряжения <тг в цилиндрических гладких (а) образцах и образцах с надрезом р0 = 0,3 мм и р0 = 0,5 мм (б) диаметром Д = 10 мм после: I - ПДО; 2 - ОР с усилием Р = 0,5 кН; 3 - ОР с усилием Р = 1,0

Таблица 3 - Результаты испытаний на усталость и определения остаточных напряжений в

Диаметр образца мм Радиус надреза А,мм Неупрочнён ные образцы ст_,,МПа Упрочнённые образцы

упрочн. обр-ка ст_,,МПа * ,нм , МПа У,

10 0,3 НО ПДО 155 0,203 -126 0,357

10 0,5 120 пдо 137,5 0,196 -48 0,365

10 0,3 110 ОР; />=0,5 кН 230 0,195 -337 0,356

10 0,5 120 ОР; Р - 0,5 кН 187,5 0,202 -178 0,379

10 0,3 110 ОР, />- 1,0 кН 267,5 0,205 -454 0,347

10 0,5 120 ОР; Р*= 1,0 кН 250 0,192 -333 0,390

25 0,3 107,5 ОР; Р = 0,5 кН 165 0,510 -171 0,336

25 0,3 110 ОР; /> = 1,0 кН 175 0,520 -202 0,334

.точных напряжений âocm, коэффициента влияния у/а по критерию даеинтегральных остаточных напряжений. Из данных таблицы 3 видно, что исследованных цилиндрических образцов коэффициент у7а в среднем авляет 0,358, причём полученное значение ц/а совпадает с величиной этого ¡>фициента для более ранних исследований при такой же степени ^ентрации напряжений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Основные результаты и выводы выполненной работы приведены в 1ючении и выражаются в следующем.

1.С использованием метода конечных элементов (МКЭ) и обобщённых гериев распределения остаточных напряжений впервые решена задача по делению дополнительных остаточных напряжений в цилиндрических образцах

круговыми надрезами полукруглого профиля за счёт перераспределения точных усилий после опережающего поверхностного пластического армирования по первоначальным деформациям для образцов и деталей ичного диаметра, что даёт возможность точного прогнозирования приращения 1ела выносливости.

2. На базе широкого теоретического исследования математической ели перераспределения остаточных напряжений, вызванных опережающим грхностным пластическим деформированием в деталях и образцах [ичного диаметра по первоначальным деформациям, найдены оптимальные шетры расчёта суммарных остаточных напряжений, которые дают ложность существенно сократить время расчётов в системе ".Nastran\MSC.Patran.

3. Установлено, что для гладких образцов из сплава ЭИ698ВД, эчнённых стальными шариками, коэффициент влияния остаточных ряжений на предел выносливости ¡¡7С составляет от 0,4 до 0,616, что ;печивает увеличение предела выносливости на 64...89%; для стали 20 {)фициент цс составляет от 0,334 до 0,390 и увеличение предела осливости достигает 15... 143%. Это позволяет существенно увеличить зжность авиационной техники и оборудования, машин.

4. Впервые теоретически и экспериментально доказана применимость □дики прогнозирования приращения предела выносливости с эльзованием критерия среднеинтегральных остаточных напряжений для азцов с малыми размерами поперечного сечения (до 3 мм), что существенно пиряет представления о механизмах возникновения остаточных ряжений и их влияния на прочность деталей.

5. На основании проведённых исследований предложена методика гнозирования предела выносливости поверхностно упрочнённых деталей и азцов по распределению остаточных напряжений при изгибе в случае метричного цикла нагружения с учётом масштабного фактора, что позволит ¡удущем более точно назначать режимы упрочнения для достижения зуемого предела выносливости детали.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рецензируемых журналах из перечня ВАК:

1. Кирпичёв В. А. Прогнозирование предела выносливости упрочнённых цилиндрических деталей различного диаметра по распределению остаточных напряжений / В. А. Кирпичёв, О. Ю. Семёнова, А. В. Чирков // Изв. вузов. Поволжский регион. Техн. науки. - № 4. - Пенза, 2009. - С. 139-142.

2. Кирпичёв, В. А. Повышение надёжности авиационных деталей регулированием технологических остаточных напряжений / В. А. Кирпичёв, В. С. Вакулюк, А. В. Чирков // Вестник Сам. гос. аэрокосм, ун-та. - № 1(17). -Самара, 2009.-С. 127-133.

3. Павлов, В. Ф. Закономерности распределения дополнительных остаточных напряжений в упрочнённых цилиндрических деталях с кольцевыми надрезами полукруглого профиля / В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичёв, О. Ю. Семёнова, А. В. Чирков // Вестник Сам. гос. техн. ун-та. Серия: Физ.-мат. науки. -№1(20). - Самара, 2010. - С. 121-126.

В других изданиях:

4. Павлов, В. Ф. Остаточные напряжения и предел выносливости упрочнённых деталей с концентраторами при повышенных температурах / В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичёв, В. С. Вакулюк, А. В. Чирков // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: Материалы докладов международной науч.-техн. конф. 21-23 июня 2006 г. - Самара: СГАУ, 2006. -В 2 4.-4.2.-С. 67-68. ;

5. Павлов, В. Ф. Прогнозирование предела выносливости упрочнённых деталей с концентраторами напряжений при растяжении-сжатии / В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичёв, Н. И. Яковенко, А. П. Филатов, А. В. Чирков //Математическое моделирование и краевые задачи: Труды Третьей Всероссийской науч. конф. -4.1: Математические модели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. - Самара: СамГТУ, 2006. - С. 152-153.

6. Каранаева, О. В. Влияние механических свойств упрочнённого слоя на перераспределение остаточных напряжений при циклическом нагружении / О. В. Каранаева, Ю. Н. Сургутанова, А. В. Чирков, А. С. Букатый // Математическое моделирование и краевые задачи: Труды четвёртой Всероссийской научной конференции с международным участием. - Ч. 1: Математические модели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. - Самара: СамГТУ, 2007. - С. 117-119.

7. Павлов, В. Ф. Связь остаточных напряжений и предела выносливости упрочнённых деталей различного диаметра / В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичёв, В. П. Сазанов, О. Ю. Семёнова, А. В. Чирков // Проблемы динамики и прочности в газотурбостроении: Тезисы докладов третьей МНТК, 29-31 мая 2007 г. - Киев, 2007. - С. 149-150.

8. Кирпичёв, В. А. Прогнозирование сопротивления усталости упрочнённых деталей с различными концентраторами напряжений / В. А. Кирпичёв, А. П. Филатов, О. Ю. Семёнова, А. В. Чирков // Математическое моделирование и краевые задачи: Труды пятой Всероссийской

-гной конференции с международным участием. - Ч. 1: Математические (ели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. - Самара: 1ГТУ, 2008. - С. 143-148.

9. Вакулюк, В. С. Сжимающие остаточные напряжения и нераспростра-нциеся усталостные трещины / В. С. Вакулюк, В. К. Шадрин, А. В. Чирков

Актуальные проблемы современной науки: Труды четвёртого сдународного форума (девятой международной конференции молодых ных и студентов), естественные науки. - Ч. 1-3: Математика, тематическое моделирование. Механика - Самара: СамГТУ, 2008. -185-190.

10. Павлов, В. Ф. Связь остаточных напряжений и предела выносливости очнённых деталей различного диаметра / В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичёв, I. Сазанов, О. Ю. Семёнова, А. В. Чирков // Надёжность и долговечность 1ин и сооружений: Международный научно-технический сборник. - № 31. -:в: ИПП НАНУ, 2008. - С. 136-140.

11. Вакулюк, В. С. Влияние остаточных напряжений на остановку аспространяющихся трещин усталости / В. С. Вакулюк, О. Ю. Семёнова, В. Чирков, H. Н. Микушев // Математическое моделирование и краевые 1чи: Труды шестой Всероссийской научной конференции с международным :тием. - 4.1: Математические модели механики, прочности и надёжности лентов конструкций. - Самара: СамГТУ, 2009. - С. 67-71.

12. Чирков, А. В. Сжимающие остаточные напряжения и аспространяющиеся усталостные трещины / А. В. Чирков // Научному грессу - творчество молодых: сборник материалов международной научной хенческой конференции по естественнонаучным и техническим циплинам: в 3 Ч. - Ч. 1. - Йошкар-Ола: Марийский гос. техн. ун-т., 2009. -

276-278.

13. Чирков, А. В. Остаточные напряжения и нераспространяющиеся цины усталости в образцах из стали 45 / А. В. Чирков, А. В. Мещерякова // ущее машиностроения России: сборник трудов Второй Всероссийской ференции молодых учёных и специалистов 21-27 сентября 2009 года. -жва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. - С. 38.

14. Чирков, А. В. Нераспространяющиеся трещины усталости в очнённых образцах из сплава В93 / А. В. Чирков, H. Н. Микушев // оролёвские чтения: Всероссийская научная конференция с международным :тием 6-8 октября 2009 г. - Самара: изд-во СГАУ, 2009 - С. 121.

15. Вакулюк, В. С. Остаточные напряжения и нераспространяющиеся цины усталости / В. С. Вакулюк, О. Ю. Семёнова, В. Б. Иванов, $. Чирков // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: гриалы докладов междунар. науч.-техн. конф. 24-26 июня 2009 г. - В. 2 Ч. -

2 - Самара: СГАУ, 2009. - С. 66-67.

16. Кирпичёв, В. А. Остаточные напряжения и предел выносливости ззцов из сплава ВНС-17 / В. А. Кирпичёв, А. В. Чирков, Ю. Д. Смирнова // уальные проблемы современной науки: труды 5-го Международного ума. Естественные науки. - Ч. 1-3: Математика. Математическое •злирование. Механика. - Самара: изд-во СамГТУ, 2010. - С. 107-110.

17. Чирков, А. В. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочнённых образцов различного диаметра в условиях концентрации напряжений / А. В. Чирков // Математическое моделирование и краевые задачи: Труды седьмой Всероссийской научной конференции с международным участием. - Ч. 1: Математические модели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. - Самара: изд-во СамГТУ, 2010.-С. 392-395.

18. Павлов, В. Ф. Дополнительные остаточные напряжения в наименьшем сечении цилиндрической детали при опережающем поверхностном пластическом деформировании / В. Ф. Павлов, О. Ю. Семёнова,

A. В. Чирков, Д. Ф. Шакиров // Математическое моделирование и краевые задачи: Труды седьмой Всероссийской научной конференции с международным участием. - Ч. 1: Математические модели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. - Самара: изд-во СамГТУ, 2010.-С. 252-255.

19. Павлов, В. Ф. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочнённых деталей с концентраторами по остаточным напряжениям /

B. Ф. Павлов, О. Ю. Семёнова, А. В. Чирков// Механика микронеоднородных материалов и разрушение: тезисы докладов VI Всероссийской конференции 24-28 мая 2010 г. - Екатеринбург, 2010. - С. 46.

20. Кирпичёв, В. А. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочнённых деталей при различной степени концентрации напряжений / В. А. Кирпичёв, А. П. Филатов, О. В. Каранаева, О. Ю. Семёнова, А. В. Чирков// Прочность материалов и элементов конструкций: тез. докл. Международной научно-технической конференции "Прочность материалов и Элементов конструкций", - В 2 т. - Т. 1. - Киев: ИПП НАНУ, 2010. -

C. 165-166.

21. Букатый, А. С. Остаточные напряжения и сопротивление усталости упрочнённых плоских образцов из сплава ЭИ698ВД / А. С. Букатый, А. В. Чирков// Научному прогрессу - творчество молодых: сб. материалов Международ, молодеж. научн. конф. по естественнонаучным и техническим дисциплинам, Йошкар-Ола, 16-17 апреля 2010 г. - В 3 Ч. - Ч. 1. - Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2010. - С. 242-243.

Подписано в печать 19.11.10 г. Тираж 100 экз.

Отпечатано с готового оригинала-макета в СГАУ 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Причины и факторы, способствующие возникновению остаточных напряжений.

1.2 Методы определения остаточных напряжений в деталях с концентраторами напряжений.

1.3 Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости и прогнозирование предела выносливости.

1.4 Выводы по разделу и задачи исследования.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

В ОБРАЗЦАХ С КОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА МЗСЛ^АЗТКАММЗС.РАТЯАМ.

2.1 Задача о перераспределении остаточных напряжений.

2.2 Проверка идентичности выбранных средств моделирования.

2.2.1 Тестовая задача по перераспределению остаточных напряжений

2.3 Выводы по разделу.

3 МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

НА УСТАЛОСТЬ.

3.1 Образцы, материалы, режимы упрочнения.

3.1.1 Упрочнение плоских образцов микрошариками.

3.1.2 Упрочнение цилиндрических образцов пневмодробеструйной обработкой.

3.1.3 Упрочнение цилиндрических образцов обкаткой роликом.

3.2 Методики измерения остаточных напряжений в образцах и деталях.

3.2.1 Установка, приспособления, электролиты для определения остаточных напряжений.

3.3 Методика проведения и оборудование для испытаний на усталость.

3.4 Выводы по разделу.

4 ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

НА ЗАВИСИМОСТЬ ПРЕДЕЛА ВЫНОСЛИВОСТИ ДЕТАЛИ ОТ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ.

4.1 Оценка влияния остаточных напряжений на сопротивление усталости в условиях концентрации напряжений.

4.2 Результаты экспериментального определения остаточных напряжений и испытаний на усталость.

4.2.1 Плоские образцы

4.2.2 Цилиндрические образцы.

4.3 Выводы по разделу.

Основными задачами современного машиностроения и авиадвигателестроения, в частности, являются повышение срока службы и надёжности изделий с одновременным снижением их массы, а также снижение трудовых затрат при создании и изготовлении новых конструкций.

Усложнение функциональности, повышение требований к надёжности, долговечности и материалоёмкости конструкций приводит к появлению всё большего числа деталей сложной формы с резкими концентраторами напряжений. Применение высокопрочных современных материалов значительно повысило прочность таких деталей при статических нагрузках, но повысить нижнюю границу сопротивления усталости во многих случаях не удаётся в силу большой чувствительности высокопрочных материалов к концентрации напряжений.

Конструктивные методы повышения прочности при переменных нагрузках приводят, как правило, к увеличению массы конструкций и числа комплектующих, усложнению технологии изготовления, ухудшают унификацию и стандартизацию. Детали машин имеют как очень маленькие габариты, так, иногда, и очень большие, что вызывает проблемы при их изготовлении. В связи с этим масштабный фактор представляет собой актуальность при рассмотрении задач обеспечения прочности и надёжности.

Одним из основных резервов повышения сопротивления усталости деталей с концентраторами напряжений является применение современных упрочняющих технологий. Ряд проблем сопротивления усталости в связи с действием остаточных напряжений требует дальнейшего исследования: влияние масштабного фактора, асимметрия цикла, различная степень концентрации напряжений, рабочая температура, параметры качества поверхностного слоя, среди которых остаточные напряжения играют основную роль.

Попытки оценить влияние остаточных напряжений на предел выносливости упрочнённых образцов и деталей различных размеров поперечного сечения предпринимались, но известные из литературных источников данные об оценке приращения предела выносливости разобщены и имеют большой разброс. Различные методы упрочнения вызывают различное распределение остаточных напряжений в поверхностном слое деталей, причём характер распределения остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя оказывает существенное влияние на сопротивление усталости. Работы последних лет в области механики остаточных напряжений позволили выяснить влияние технологических факторов на уровень остаточных напряжений. Созданы методики назначения режимов упрочняющей обработки с целью создания требуемого распределения остаточных напряжений для конкретных типов деталей. Однако влияние концентраторов различных видов и размеров, а также возникающее при опережающем поверхностном пластическом деформировании перераспределение остаточных напряжений недостаточно изучено. В связи с этим, оценка влияния характера распределения остаточных напряжений на сопротивление усталости с учётом масштабного фактора очень важна. Поэтому создание методики прогнозирования приращения предела выносливости поверхностно упрочнённых деталей с учётом масштабного фактора имеет большое значение и актуальность.

Настоящая диссертация посвящена прогнозированию предела выносливости упрочнённых деталей при различном распределении остаточных напряжений с учётом влияния масштабного фактора.

В ней предложен феноменологический подход, позволяющий определять остаточные напряжения в поверхностном слое деталей после опережающего поверхностного пластического деформирования (ОППД) по первоначальным деформациям. Разработана методика, использующая современный расчётный конечно-элементный комплекс, которая даёт возможность реализовать этот подход.

Полученные в работе результаты исследований позволят прогнозировать предел выносливости упрочнённых деталей с концентраторами напряжений с учётом размеров поперечного сечения от 3 мм до 25 мм при различных видах упрочняющей обработки, что приведёт к сокращению длительных и дорогостоящих испытаний на усталость и введению остаточных напряжений в практику прочностных расчётов.

Целью данной диссертационной работы является прогнозирование предела выносливости при изгибе в случае симметричного цикла упрочнённых деталей с учётом масштабного фактора по распределению остаточных напряжений, вызванных поверхностным пластическим деформированием.

Диссертация состоит из введения, четырёх разделов и заключения.

4.3 Выводы по разделу

4.3.1 Впервые теоретически и экспериментально доказана применимость методики прогнозирования приращения предела выносливости с использованием критерия среднеинтегральных остаточных напряжений для образцов с малыми размерами поперечного сечения (до 3 мм), что существенно расширяет представления о механизмах возникновения остаточных напряжений и их влияния на прочность деталей. При этом установлено, что в плоских образцах толщиной 3 мм из сплава ЭИ698ВД с увеличением давления воздуха глубина залегания остаточных напряжений увеличивается при одновременном уменьшении напряжений к поверхности и смещении максимума от поверхности вглубь образца. А в цилиндрических образцах с надрезами максимальные остаточные напряжения находятся на поверхности, с увеличением степени пластической деформации поверхностного слоя (ПДО, ОР) их величина также растёт при одновременном увеличении толщины слоя с сжимающими остаточными напряжениями.

4.3.2 Проведены испытания на усталость плоских образцов толщиной 3 мм из сплава ЭИ698ВД при поперечном изгибе, цилиндрических образцов из стали 20 диаметром 10 мм при чистом изгибе с вращением, а также цилиндрических образцов диаметром 25 мм при поперечном изгибе с целью определения предела выносливости в случае симметричного цикла. Установлено, что для гладких образцов из сплава ЭИ698ВД, упрочнённых стальными шариками, коэффициент влияния остаточных напряжений на предел выносливости ц7а составляет от 0,4 до 0,616, что обеспечивает увеличение предела выносливости на 64.89%; для стали 20 коэффициент у7а составляет от 0,334 до 0,390 и увеличение предела выносливости достигает 15. 143%. Это позволяет существенно увеличить надёжность авиационной техники и оборудования, машин.

4.3.3 На основании проведённых исследований предложена методика прогнозирования предела выносливости поверхностно упрочнённых деталей и образцов по распределению остаточных напряжений при изгибе в случае симметричного цикла нагружения с учётом масштабного фактора, что позволит в будущем более точно назначать режимы упрочнения для достижения требуемого предела выносливости детали.

5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

5.1 С использованием метода конечных элементов (МКЭ) и обобщённых критериев распределения остаточных напряжений впервые решена задача по определению дополнительных остаточных напряжений в цилиндрических образцах с круговыми надрезами полукруглого профиля за счёт перераспределения остаточных усилий после опережающего поверхностного пластического деформирования по первоначальным деформациям для образцов и деталей различного диаметра, что даёт возможность точного прогнозирования приращения предела выносливости.

5.2 На базе широкого теоретического исследования математической модели перераспределения остаточных напряжений, вызванных опережающим поверхностным пластическим деформированием в деталях и образцах различного диаметра по первоначальным деформациям, найдены оптимальные параметры расчёта суммарных остаточных напряжений, которые дают возможность существенно сократить время расчётов в системе М8С.№з1хап\М8С.Ра1:гап.

5.3 Установлено, что для гладких образцов из сплава ЭИ698ВД, упрочнённых стальными шариками, коэффициент влияния остаточных напряжений на предел выносливости составляет от 0,4 до 0,616, что обеспечивает увеличение предела выносливости на 64.89%; для стали 20 коэффициент ц/а составляет от 0,334 до 0,390 и увеличение предела выносливости достигает 15. 143%. Это позволяет существенно увеличить надёжность авиационной техники и оборудования, машин.

5.4 Впервые теоретически и экспериментально доказана применимость методики прогнозирования приращения предела выносливости с использованием критерия среднеинтегральных остаточных напряжений для образцов с малыми размерами поперечного сечения (до 3 мм), что существенно расширяет представления о механизмах возникновения остаточных напряжений и их влияния на прочность деталей.

5.5 На основании проведённых исследований предложена методика прогнозирования предела выносливости поверхностно упрочнённых деталей и образцов по распределению остаточных напряжений при изгибе в случае симметричного цикла нагружения с учётом масштабного фактора, что позволит в будущем более точно назначать режимы упрочнения для достижения требуемого предела выносливости детали.

94

1. Аверин, B.B. Математическая модель процесса возникновения остаточных напряжений / В.В. Аверин, C.B. Карнеев, П.Н. Шмараков // Математическое моделирование и краевые задачи: Сб. науч. тр. 7 межвуз. конф. - Самара: СамГТУ, 1997. - С. 1-3.

2. Авчинников, Б.Е. Влияние поверхностного упрочнения на усталостную прочность сталей ЗОХГСА и ЗОХГСНА / Б.Е. Авчинников, Н.В. Моисеенков, И.Н. Бел отелов // Поверхностный наклёп высокопрочных материалов. — М.: ОНТИ, 1971. С. 17-22.

3. Аксёнов, Г.И. Измерение упругих напряжений в мелкокристаллическом агрегате методом Дебая Жаррера. / Г.И. Аксёнов // Журнал прикладной физики. 1929.-№6.-Вып.2.-С. 511-520.

4. Анисимова, Н.В. Использование поверхностного упрочнения для увеличения ресурса деталей авиационной техники / Н.В. Анисимова, Е.И. Герасимов, A.C. Стародубцева. М.: ОНТИ ВИАМ, 1984. - 170 с.

5. Архипов, А.Н. Исследование остаточных напряжений в конструкциях сложной формы методом конечных элементов / А.Н. Архипов, Ю.М. Темис // Проблемы прочности. 1980. - №7. - С. 81-84.

6. Архипов, А.Н. Определение остаточных напряжений в стержнях большой кривизны / А.Н. Архипов // Проблемы прочности. 1978. - №4. - С. 69-73.

7. Аулов, В.Ф. Влияние концентрации напряжений на оптимальную глубину упрочнения / В.Ф. Аулов, Б.Е. Авчинников // Совершенствование ремонта авиационной техники. Киев: КИИГА, -1982. - С. 10.

8. Балашов, В.Ф. Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости сплава ВТ9 при различных температурах / В.Ф. Балашов, А.Н. Петухов, А.Н.Архипов // Проблемы прочности. 1981. - №7. -С. 33-37.

9. Балтер, М.А. Влияние структуры стали на её усталостную прочность после поверхностного пластического деформирования / М.А. Балтер //

10. Исследования по упрочнению деталей машин; под ред. И.В. Кудрявцева. — М.: Машиностроение, 1972. С. 226-235.

11. Ю.Балтер, М.А. Повреждаемость поверхностного слоя стали при обработке роликами / М.А. Балтер, Л.Я. Гольдштейн, A.A. Чернякова // Исследования по упрочнению деталей машин; под ред. И.В. Кудрявцева — М.: Машиностроение, 1972. С. 220-226.

12. Балтер, М.А. Упрочнение деталей машин / М.А. Балтер. — М.: Машиностроение, 1987. — 184 с.

13. Биргер, И.А. Долговечность термонапряжённых элементов машин / И.А. Биргер, М.В. Демьянушко, Ю.М. Темис // Проблемы прочности. -1975. -№12. -С. 9-16.

14. Биргер, И.А. Некоторые общие методы решения задач теории пластичности / И.А. Биргер // Прикладная математика и механика. 1951. -Т. 15. -№ 6. - С. 76-80.

15. Биргер, И.А. Остаточные напряжения / И.А. Биргер. М.: Машгиз, 1963. -232 с.

16. Биргер, И.А. Остаточные напряжения в элементах конструкций / И.А. Биргер // Остаточные технологические напряжения: труды II Всесоюзного симпозиума. М.: ИПМ АН СССР, 1985. - С. 5-27.

17. Биргер, И.А. Проблемы остаточных напряжений / И.А. Биргер // Остаточные напряжения и методы их регулирования: труды Всесоюзного симпозиума.-М.: ИПМ АН СССР, 1982.-С. 5-17.

18. Биргер, И.А. Резьбовые соединения / И.А. Биргер, Г.Б. Иосилевич. М.: Машиностроение, 1973. - 254 с.

19. Борисов, С.П. К расчёту характеристик сопротивления материалов усталости в зонах концентрации напряжений. / С.П. Борисов // Научный вестник МГТУ ГА. 2005. - №84. - С. 84-90.

20. Броновский, Г.А. Поверхностное упрочнение рычагов механизма поворота лопастей (Опыт Ленинградского металлического завода им. XXII съезда КПСС) / Г.А. Броновский, Е.В. Рымынова, М.О. Букчин //

21. Исследование по упрочнению деталей машин; под ред. И.В. Кудрявцева. — М.: Машиностроение, 1972. С. 190-194.

22. Букатый, С.А. Исследование деформаций деталей, возникающих после обработки поверхностей: дис. . канд. техн. наук: 01.02.06 / Букатый Станислав Алексеевич. М., 1979. - 132 с.

23. Вакулюк, B.C. Определение остаточных напряжений в шлицевых деталях: дис. . канд. техн. наук: 01.02.06 / Вакулюк Владимир Степанович. М., 1982.-112 с.

24. Вишняков, H.A. О релаксации остаточных напряжений в дуралюмине при нормальных и повышенных температурах / H.A. Вишняков, Г.Л. Грингауз, Г.Ф. Рудзей // Проблемы прочности. 1980. - №5. - С. 50-52.

25. Вишняков, Я. Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах / Я.Д. Вишняков, В.Д. Пискарёв. М.: Металлургия, 1989. - 253 с.

26. Гецов, Л.Б. Детали газовых турбин (материалы и прочность) / Л.Б. Гецов. Л.: Машиностроение, 1982. — 296 с.

27. Гликман, Л.А. Поверхностное пластическое деформирование деталей из титанового сплава ВТЗ-1 / Л.А. Гликман, Б.Г. Гуревич, В.В. Середин // Вестник машиностроения. — 1977. № 4. - С. 50-53.

28. Горохов, В.А. Обработка деталей пластическим деформированием / В.А. Горохов. Киев: Техника, 1978. — 192 с.

29. Григорьева, И.В. Определение остаточных напряжений в цилиндрических деталях: дис. . канд. техн. наук: 01.02.06 / Григорьева Инна Вадимовна. — Куйбышев, 1978- 136 с.

30. Гринченко, И.Г. Современные методы и средства поверхностного упрочнения деталей / И.Г. Гринченко, Б.П. Рыковский // Поверхностный наклеп высокопрочных материалов. — М.: ОНТИ, 1971. — С. 9-13.

31. Гринченко, И.Г. Упрочнение деталей из жаропрочных и титановых сплавов / И.Г. Гринченко. М.: Машиностроение, 1971. - 120 с.

32. Гринченко, М.В. Определение окружных остаточных напряжений в местах конструктивного концентратора / М.В. Гринченко, Ю.В. Полоскин, H.JI. Макаровский // Заводская лаборатория. 1972. — №7. - С. 868-871.

33. Давиденков, H.H. К вопросу о классификации и проявлении остаточных напряжений / H.H. Давиденков // Заводская лаборатория. 1959. — № 3. — С. 318-319.

34. Добровольский, И.В. Влияние концентрации напряжений на сопротивление малоцикловому разрушению / И.В. Добровольский // Проблемы прочности. 1978. - №9. - С. 24-27.

35. Егоров, В.И. Влияние алмазного выглаживания на выносливость образцов с надрезом из стали ЭИ961 / В.И.Егоров, В.Ф.Павлов // Вопросы технологии и производства летательных аппаратов: межвуз. сб. науч. тр. — Куйбышев: КуАИ, 1978. Вып. 1 - С. 57-60.

36. Егоров, В.И. Повышение выносливости детали с концентраторами напряжений алмазным выглаживанием / В.И. Егоров, К.Ф. Митряев // Вестник машиностроения. — 1981. — №1. С. 47-49.

37. Желдак, М.П. О рентгеновском методе определения остаточных напряжений первого рода / М.П. Желдак // Заводская лаборатория. 1951. -С. 575-583.

38. Иванов, С.И. Влияние остаточных напряжений и наклёпа на усталостную прочность / С.И. Иванов, В.Ф. Павлов // Проблемы прочности. 1976. -№ 6. - С. 25-27.

39. Иванов, С.И. Влияние остаточных напряжений на выносливость образцов с надрезом / С.И. Иванов, М.П. Шатунов, В.Ф. Павлов // Вопросыпрочности элементов авиационных конструкций: Куйбышев, КуАИ. — 1974. Вып.1. - С. 88-96.

40. Иванов, С.И. К определению остаточных напряжений в цилиндре методом колец и полосок / С.И. Иванов // Остаточные напряжения. — Куйбышев: КуАИ, 1971. -Вып.53. С. 32-42.

41. Иванов, С.И. К определению остаточных напряжений в цилиндре методом снятия части поверхности / С.И. Иванов, И.В. Григорьева // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций. — Куйбышев: КуАИ, 1971. Вып.48. - С. 179-183.

42. Иванов, С.И. Метод сегментных срезов для определения остаточных касательных напряжений в сплошных цилиндрах / С.И. Иванов, И.В.Григорьева // Заводская лаборатория. 1977. - Т. 43 - № 41. -С. 491-492.

43. Иванов, С.И. Определение дополнительных остаточных напряжений в надрезах на цилиндрических деталях / С.И. Иванов, М.П. Шатунов, В.Ф. Павлов // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций: Куйбышев, КуАИ. Куйбышев, 1973. - Вып. 60. - С. 160-170.

44. Иванов, С.И. Определение остаточных напряжений в резьбе болтов методом колец и полосок / С.И. Иванов, Н.Г. Трофимов, Э.И. Фрейдин // Вестник машиностроения. — 1980. — № 5. — С. 37-39.

45. Иванов, С.И. Определение остаточных напряжений: дисс. . докт. техн. наук: 01.02.06 / Иванов Станислав Иванович. Куйбышев, 1972. - 308 с.

46. Иванов, С.И. Остаточные напряжения и сопротивление усталости деталей с короткими зонами упрочнения / С.И. Иванов, В.Ф. Павлов, А.К. Столяров // Проблемы прочности. 1989. -№ 10. — С. 123-125.

47. Иванов, С.И. Остаточные напряжения и усталостная прочность резьбовых соединений / С.И. Иванов, Э.И. Фрейдин // Исследование, конструирование и расчёт резьбовых соединений: сб. науч. тр. — Саратов, 1983.-С. 8-12.

48. Иванов, С.И. Роль остаточных напряжений в сопротивлении усталости при кручении в условиях концентрации напряжений / С.И. Иванов,

49. B.Ф. Павлов, A.A. Прохоров // Вопросы прочности и долговечности элементов авиационных конструкций. — Куйбышев: КуАИ, 1986. —1. C. 136-142.

50. Иосилевич, Г.Б. К проектированию процессов упрочняющей обработки деталей машин поверхностным пластическим деформированием / Г.Б. Иосилевич, A.A. Точилкин, A.C. Кривная // Вестник машиностроения. 1978.-№ 7.-С. 39-41.

51. Кирпичёв, В.А. Разработка научных методов прогнозирования сопротивления усталости упрочнённых деталей с концентраторами напряжений: дис. . докт. техн. наук: 01.02.06 / Кирпичёв Виктор Алексеевич. Самара: СГАУ, 2009. - 268 с.

52. Клюшкин, А.Р. Условия исследования остаточных напряжений и деформаций при обработке 1111Д / А.Р. Клюшкин // Вестник машиностроения. 1984. - № 6. - С. 32-34.

53. Когаев, В.П. Статистическая методика оценки влияния концентрации напряжений и абсолютных размеров на сопротивление усталости / В.П. Когаев, C.B. Серенсен // Заводская лаборатория. Том XXVIII. 1962. -№1. - С. 79-87.

54. Когаев, В.П. Статистическая оценка влияния конструктивных факторов на сопротивление усталости деталей машин. / В.П. Когаев // Машиноведение. 1965.-№6.-С. 69-78.

55. Кравченко, Б.А. Обработка и выносливость высокопрочных материалов / Б.А. Кравченко, К.Ф. Митряев. Куйбышев, 1968. - 131 с.

56. Кравченко, Б.А. Определение остаточных напряжений в пазах дисков методом конечных элементов / Б.А. Кравченко, В.Г. Фокин, Г.Н. Гутман // Проблемы прочности. 1982. — №7. — С. 8-10.

57. Кравченко, Б.А. Повышение долговечности деталей повторным дробеструйным наклёпом / Б.А. Кравченко // Надёжность и контроль качества. Куйбышев, 1981. -№ 10. - С. 41-46.

58. Кравченко, Б.А. Теория деформирования поверхностного слоя деталей машин при механической обработке / Б.А. Кравченко. — Куйбышев: КПтИ, 1981.-90 с.

59. Кравченко, Б.А. Термопластическое упрочнение — резерв повышения прочности и надёжности машин / Б.А. Кравченко, В.Г. Круцило, Г.Н. Гутман; под ред. Б.А.Кравченко. Самара: СамГТУ, 2000. - 216 с.

60. Кравченко, Б.А. Формирование остаточных напряжений при термоупрочнении деталей ГТД / Б.А. Кравченко, Г.Н. Гутман, Г.Н. Костина//Проблемы прочности. 1978. -№5. - С. 12-15.

61. Кудрявцев, И.В. Влияние температуры и поверхностного наклёпа на развитие в сталях трещин малоцикловой усталости / И.В. Кудрявцев, Л.Н. Бурмистрова // Исследования по упрочнению деталей машин. Кн.ЦНИИТМАШ, №111.-М.: Машиностроение, 1972.-С. 85-91.

62. Кудрявцев, И.В. Поверхностный наклёп для повышения прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием / И.В. Кудрявцев. — М.: Машиностроение, 1969. 100 с.

63. Кудрявцев, П.И. Нераспространяющиеся усталостные трещины / П.И. Кудрявцев. -М.: Машиностроение, 1982. 171 с.

64. Кудрявцев, П.И. О применении метода поверхностного упрочнения к деталям, работающим в условиях малоцикловых нагружений / П.И.Кудрявцев, А. Д. Чудковский // Вестник машиностроения. 1970. -№ 1. - С. 23-27.

65. Кузнецов, Н.Д. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей / Н.Д. Кузнецов, В.И. Цейтлин. — М.: Машиностроение, 1976. 216 с.

66. Маталин, JI.A. Технологические методы повышения долговечности деталей машин / JI.A. Маталин. Киев: Техника, 1971. - 144 с.

67. Меридиональные остаточные напряжения в резьбовой части болта / С.И. Иванов, М.П. Шатунов, В.К. Красота и др. // Вестник машиностроения. — 1982. — №11. — С. 36-38.

68. Митряев, К.Ф. Повышение сопротивления усталости деталей из титановых сплавов ППД / К.Ф. Митряев, Ю.А. Серяпин // Вестник машиностроения. 1984. - №4. - С. 23-25.76.0лейник, Н.В. Поверхностное упрочнение деталей машин / Н.В. Олейник,

69. B.П. Кыгин, А.Л. Луговской. — Киев: Техника, 1984. — 151 с.

70. Осипов, В.О. Результаты исследования релаксации остаточных напряжений и их суммирование с напряжениями от назгрузки при плоском напряжённом состоянии / В.О. Осипов // Сб. тр. Моск. ин-та инженеров ж.д. транспорта. Москва, 1960.-Вып.126. - С. 120-133.

71. Остаточные напряжения во впадинах шестерён / С.И. Иванов, Н.Г. Трофимов, В.М. Ермолаев и др. // Вестник машиностроения. 1985. - №7. - С. 12-14.

72. Остаточные напряжения и сопротивление усталости шлицевых валов /

73. C.И. Иванов, Н.Г. Трофимов, B.C. Вакулюк и др. // Остаточныетехнологические напряжения: труды II Всесоюзного симпозиума. М.: ИПМ АН СССР, 1985.-С. 179-184.

74. Павлов, В.Ф. Влияние величины сжимающих остаточных напряжений на приращение предела выносливости при изгибе в условиях концентрации напряжений / В.Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. 1988. -№7.-С. 10-14.

75. Павлов, В.Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сообщение 1. Сплошные детали / В.Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. 1988. - №8. - С. 22-26.

76. Павлов, В.Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сообщение II. Полые детали / В.Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. 1988. -№12. - С. 37-40.

77. Павлов, В.Ф. Влияние размеров поперечного сечения поверхностно упрочнённых деталей из сплава Д16Т на сопротивление усталости в условиях концентрации напряжений / В.Ф. Павлов, В.И. Лапин, Ю.И. Кольцун // Проблемы прочности. 1980. - № 47. - С. 75-79.

78. Павлов, В.Ф. Влияние характера распределения остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя детали на сопротивление усталости. / В.Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. 1987. - №7. — С. 3-6.

79. Павлов, В.Ф. Измерение остаточных напряжений в образцах с концентраторами / В.Ф. Павлов, Ю.И. Кольцун, Ю.Н. Сургутанова. -Куйбышев, 1987. 7 с. - Деп. ВИНИТИ РАН 5.11.87, №7759-в 87.

80. Павлов, В.Ф. Исследование влияния остаточных напряжений и наклёпа на усталостную прочность в условиях концентрации напряжений: дис. . канд. техн. наук: 01.02.06 / Павлов Валентин Фёдорович. Куйбышев, 1975.-125 с.

81. Павлов, В.Ф. Исследование остаточных напряжений в резьбе болтов по первоначальным деформациям / В.Ф. Павлов, А.К. Столяров, Л.И. Павлович // Проблемы прочности. 1987. - №5. - С. 117-119.

82. Павлов, В.Ф. Нераспространяющиеся трещины усталости в резьбовых образцах из стали ЗОХГСА / В.Ф. Павлов, А.П. Филатов, B.C. Вакулюк. -Куйбышев, 1986. 5 с. - Деп. ВИНИТИ РАН 13.08.86, №5750-в-86.

83. Павлов, В.Ф. О связи остаточных напряжений и предела выносливости при изгибе в условиях концентрации напряжений / В.Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. 1986. - №8. — С. 29-32.

84. Павлов, В.Ф. Остаточные напряжения и сопротивление усталости при растяжении-сжатии в условиях концентрации напряжений / В.Ф. Павлов, В.А. Кирпичёв, Н.И. Яковенко, Д.В. Иванов // Известия вузов. Авиационная техника. — 2007. — №4. С. 66-67.

85. Павлов, В.Ф. Остаточные напряжения и сопротивление усталости упрочнённых деталей с концентраторами напряжений / В.Ф. Павлов, В.А. Кирпичёв, В.Б. Иванов. Самара: Издательство СНЦ РАН, 2008. -64 с.

86. Павлов, В.Ф. Расчёт остаточных напряжений в деталях с концентраторами напряжений по первоначальным деформациям/ В.Ф. Павлов, А.К. Столяров, B.C. Вакулюк, В.А. Кирпичёв// моногр. — Самара: Издательство СНЦ РАН, 2008. 124 с.

87. Папшев, Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным деформированием / Д.Д. Папшев. М.: Машиностроение, 1978. - 152 с.

88. Пересыпкин, К.В. Автоматизированное проектирование и моделирование конструкций ракетно-космической техники в среде

89. MSC.Patran/MSC.Nastran / K.B. Пересыпкин, В.П. Пересыпкин, Е.А. Иванова // учеб. пособие — Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм, унта, 2007. 190 с.

90. Петриков, З.Г. Некоторые закономерности процесса накатывания резьбы роликами / З.Г.Петриков // Вестник машиностроения. 1983. - №5. -С. 69-71.

91. Поведение стали при циклических нагрузках / Под ред. проф. В. Даля. -М.: Металлургия. 1983. 568 с.

92. Повышение долговечности машин технологическими методами. / Под ред. Т.Э. Таурита. Киев: Техника, 1986. — 158 с.

93. Поздеев, A.A. Остаточные напряжения (теория и приложения) / A.A. Поздеев, С.И. Няшин, П.В. Трусов. М.: Наука, 1982. - 110 с.

94. Промптов, А.И. Технологические остаточные напряжения / А.И. Промптов. Иркутск: ИЛИ, 1980. - 220 с.

95. Радченко, В.П. Ползучесть и релаксация остаточных напряжений в упрочнённых конструкциях / В.П. Радченко, М.Н. Саушкин. М.: Издательство «Машиностроение-1». - 2005. - 276 с.

96. Расчёты на прочность, устойчивость и колебания в условиях высоких температур/ Н.И. Безухов, В.Л. Бажанов, И.И. Гольденблат и др.// Под ред. И.И. Гольденблата. Москва: Машиностроение, 1965. - 568 с.

97. Релаксация остаточных напряжений металлов в поле упругих колебаний / Н.И. Носкова и др. // Проблемы прочности. 1986. — № 9. -С. 67-72.

98. Рудницкий, Н.М. Некоторые закономерности усталостного разрушения деталей машин, упрочняемых остаточными напряжениями / Н.М. Рудницкий // Проблемы прочности. 1980. - №1. - С. 29-34.

99. Рыковский, Б.П. Местное упрочнение деталей поверхностным наклёпом / Б.П. Рыковский, В.А. Смирнов, Г.М. Щетинин. М.: Машиностроение, 1985. — 151 с.

100. Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов / Л. Сегерлинд // пер. с англ. A.A. Шестакова/ под. ред. Б.Е. Победри. — М.: из-во МИР, 1979.-394 с.

101. Серебренников, Г.З. Определение концентрации остаточных напряжений на дне кругового надреза / Г.З. Серебренников // Заводская лаборатория. 1969. - №11. - С. 575-583.

102. Серенсен, C.B. К вопросу об оценке сопротивления усталости поверхностно упрочнённых образцов с учетом кинетики остаточной напряженности / C.B. Серенсен, С.П. Борисов, H.A. Бородин // Проблемы прочности. — 1969. — №2. С. 3-7.

103. Серенсен, C.B. Несущая способность и расчёт деталей машин на прочность / C.B. Серенсен, В.П. Когаев, P.M. Шнейдерович. М.: Машиностроение, 1975. - 488 с.

104. Синьковский, Н.М. Влияние повторного упрочнения на долговечность деталей из титановых сплавов комбинированным упрочнением / Н.М. Синьковский, В.В. Грызлов, И.И. Зайцев // Авиационная промышленность. 1987. -№ 3. - С. 70-72.

105. Смелянский, В.М. Механика упрочнения поверхностного слоя деталей машин при обработке ППД / В.М. Смелянский // Вестник машиностроения. 1982. - №11. - С. 19-22.

106. Соболев, H.A. Исследование эффективности дробеструйного упрочнения образцов из сплава ВТ16 / H.A. Соболев, А.Ш. Байгурин, Л.Д. Брондэ // Авиационная промышленность. 1986. - № 5. - С .80-81.

107. Сорокин, В.М. Прогрессивные отделочно-упрочняющие способы обработки / В.М. Сорокин. Горький: Из-во, 1981.-81 с.

108. Степнов, М.Н. Поверхностное упрочнение наклёпом алюминиевых сплавов АК4-1 и ВД17 / М.Н. Степнов // Сб. науч. тр. МАТИ. 1969. -Вып.37.-С. 61-62.

109. Степнов, М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: справочник / М.Н. Степнов. — М.: Машиностроение, 1985. -232 с.

110. Сулима, A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства ГТД / A.M. Сулима, В.А. Шувалов, Ю.Д. Ягодкин. М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.

111. Сургутанова, Ю.Н. Закономерности формирования остаточных напряжений в неоднородном поверхностном слое: автореф. дис. . канд. техн. наук: 01.02.04 / Сургутанова Юлия Николаевна. — Самара, 2001. -16с.

112. Термопластическое упрочнение замковой части диска турбины ГТД. Определение остаточных напряжений / Б.А. Кравченко и др. // Проблемы прочности. 1980. - №9. - С. 54-57.

113. Технологические остаточные напряжения / под ред. A.B. Подзея. М.: Машиностроение, 1973. - 216 с.

114. Тимошенко, С.П. Теория упругости/ С.П. Тимошенко, Дж. Гудьер // пер. с англ. / Под. ред. Г.С. Шапиро. 2-е изд. - Москва: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. - 560 с.

115. Точилкин, A.A. Исследование технологии накатывания точной резьбы круглыми роликами / A.A. Точилкин, Г.Б. Иосилевич, В.Г. Петриков. — М.: Машиностроение, 1978. — 24 с.

116. Труфяков, В.И. Влияние остроты концентратора на сварочные остаточные напряжения при многоцикловом нагружении / В.И. Труфяков, О.Н. Гуща, Ю.Ф.Кудрявцев // Автоматическая сварка. 1981. — №7. -С. 13-16.

117. Труфяков, В.И. Влияние степени концентрации напряжений на формирование остаточных напряжений при многоцикловом нагружении / В.И. Труфяков, О.Н. Гуща, Ю.Ф. Кудрявцев // Автоматическая сварка. -1981. -№3.- С. 22-25.

118. Туровский, M.JI. Концентрация напряжений в поверхностном слое цементованной стали / M.J1. Туровский, Н.М. Шифрин // Вестник машиностроения. 1970. - №11. - С. 37-40.

119. Туровский, M.JI. Упрочняющая обкатка роликами азотированных стальных деталей / M.JI. Туровский, P.A. Новик // Вестник машиностроения. 1970. - №1. - С. 39-42.

120. Филатов, А.П. Остаточные напряжения и сопротивление усталости деталей с концентраторами, изготовленными по предварительно упрочнённой поверхности: дис. . канд. техн. наук: 01.02.06 / Филатов Анатолий Петрович. М., 1989. - 137 с.

121. Филатов, Э.Я. Универсальный комплекс машин для испытания материалов и конструкций на усталость / Э.Я. Филатов, В.Э. Павловский.- Киев: Наукова Думка, 1985. — 92 с.

122. Фрейдин, Э.И. Исследование остаточных напряжений в резьбе болтов авиационных ГТД: дис. . канд. техн. наук: 05.07.05 / Фрейдин Эдуард Израилевич. Куйбышев, 1981. — 138 с.

123. Фукс, M.JI. Остаточные напряжения и их исследование методами рентгеновской тензометрии / M.JI. Фукс // Заводская лаборатория. 1970.- №7. С. 796-799.

124. Цейтлин, В.И. Релаксация остаточных напряжений в деталях турбины ГТД в процессе эксплуатации / В.И. Цейтлин, О.В. Колотникова // Проблемы прочности. 1980. - №3. - С. 6-11.

125. Чена, П.А. Технологические основы упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / П.А. Чена. — Минск: Наука и техника, 1981. 128 с.

126. Шатунов, М.П. Концентрация остаточных напряжений, вызванных изотропной первоначальной деформацией / М.П. Шатунов, С.И. Иванов, А.П. Филатов // Вопросы прикладной механики в авиационной технике. — Куйбышев: КуАИ, 1975. Вып.77. - С. 37—43.

127. Школьник, JI.M. Технология и приспособления для упрочнения и отделки деталей накатыванием / JI.M. Школьник, В.И. Шахов. М.: Машиностроение, 1964. - 184 с.

128. Cheng, W. Examination of the computational model or the layer-removal method for residual-stresses measurement / W. Cheng, T. Finnic // Exp. Mech. 1986. — No.2. — P. 150-154.

129. Hashimoto, M. An x-ray study on the residual stress of shot-peened steels / M. Hashimoto, S.-I. Nagashima, M. Shiratori // Int. Conf. Residual Stresses (ICRS2): Proc. 2nd Int. Conf. 1989. - P. 907-911.

130. Prummer, R. Residual stress relief treatment by shock waves / R. Prummer // Metall (Osterr.). 1998. - Vol. 52, no. 10-11. P. 633-635.

131. Schilling, C.G. End Effects for Residual Stresses in Bars / C.G. Schilling // J.Eng.Mech.Div.Proc/Amer.Soc.Civ.Eng/- 1981. Vol.107. - P. 813-826.

132. Skalli, N. Prise en compte des contraintes résiduelles dans un calcul prévisionnel de tonue on fatigue. Amorçage des fissures sous sollicitations complexes // Paris. 1984. - P. 98-117.

133. Thum, A. Zur Steigerung der Dauerfestigkeit gekerbter Konstruktionen / A. Thum // Zeitschrift d.V.D.I., -1931. -Bd.75.-No.43.

134. Vohringer, O. Relaxation of residual stresses by annealing or mechanical treatment / O. Vohringer // Adv. Surface Treat. Vol. 4. Oxford et al.: 1987. -P. 367-396.

135. Wandelt, J.L. Shot peening of fabricated structures / J. L. Wandell // SAE Techn. Pap. Ser. 1989. - no. 890960. - P. 1-7.