Разработка метода определения режимов упрочнения тонкостенных деталей ГТД на основе исследования технологических остаточных напряжений и деформаций тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

□□34002В0

На правах рукописи

Букатын Алексей Станиславович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМОВ УПРОЧНЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ГТД НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ

Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

2 2 ОНТ

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Специальность 01.02.06 -Специальность 05.07.05 -

Самара-2009

003480260

Работа выполнена на кафедре сопротивления материалов государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва» (СГАУ)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Павлов Валентин Фёдорович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Смирнов Геннадий Владиславович

Ведущая организация -

ОАО «Самарское конструкторское бюро машиностроения» (г. Самара).

Защита состоится « 2009г. в /3_ часов на заседании дис-

сертационного совета Д212.215.02 при СГАУ по адресу: 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГАУ по адресу: 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34а, 132 ауд.

Автореферат разослан «¿У » (Р^/У-Р^ч0 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук, доцент Саушкин Михаил Николаевич

доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для повышения надёжности и увеличения ресурса ГТД широко используются различные способы упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием. Но наряду с увеличением сопротивления усталости, остаточные напряжения (ОН), возникающие в поверхностном слое деталей, приводят к изменениям их размеров и формы - технологическим остаточным деформациям (ТОД): Особенно важно обеспечение геометрической точности для тонкостенных и маложёстких деталей, которые преобладают в конструкциях ГТД. В настоящее время большинство работ, по-свящённых исследованию ТОД, основаны на аналитических методах и подходах, которые для деталей сложной конфигурации становятся малоэффективными. Поэтому разработка корректных расчётных методов прогнозирования ТОД и назначения режимов упрочнения, обеспечивающих геометрическую точность деталей в пределах допусков, является актуальной задачей в производстве газотурбинных установок и двигателей.

Определение ОН, лежащих в основе прогнозирования ТОД, является сложным и трудоёмким процессом, который до настоящего времени на большинстве предприятий осуществляется на морально и физически устаревшем оборудовании. Поскольку от точности определения ОН зависит точность прогнозирования ТОД и назначение режимов упрочнения, то автоматизация и повышение точности определения ОН также имеет большое значение и актуальность.

Цель работы. Разработать метод проектирования операций упрочнения тонкостенных и маложёстких деталей ГТД, обеспечивающий заданные требования по точности и по уровню предела выносливости.

Главными задачами исследования являлись:

-разработка энергетического подхода к выбору режимов поверхностного упрочнения тонкостенных и маложёстких деталей, обеспечивающего геометрическую точность деталей в пределах допусков;

- разработка на основе аналитического и численного - конечно-элементного методов эффективных методик прогнозирования ТОД для деталей ГТД сложной конфигурации;

- сравнение и корректный анализ разработанных и известных расчётных методик прогнозирования ТОД, разработка рекомендаций по их применению для выбора рациональных режимов упрочняющей обработки;

-разработка автоматизированной системы, обеспечивающей повышенную точность определения ОН.

Научная новизна.

1. Впервые применён энергетический подход к назначению режимов упрочнения, основанный на энергии поверхностного пластически деформированного слоя деталей.

2. Впервые предложена методика определения рациональных режимов упрочнения деталей, обеспечивающая заданные требования по точности и по уровню предела выносливости.

3. Предложено понятие эквивалентного начального напряжения, существенно упрощающее расчётное прогнозирование ТО Д.

4. Разработана эффективная методика конечно-элементного моделирования поверхностного пластически деформированного слоя и расчёта ТОД на основе эквивалентного начального напряжения.

Достоверность результатов работы подтверждается:

- корректным применением аналитического и конечно-элементного методов моделирования;

- результатами сравнительных и тестовых расчётно-экспериментальных исследований;

- результатами сравнительных испытаний на образцах, вырезанных из натурных деталей;

-результатами апробации разработанных методик в производственных условиях.

Практическая ценность работы. Разработанные в диссертации методики обеспечивают назначение достаточно точных и эффективных режимов упрочнения тонкостенных деталей ГТД, а также позволяют существенно упростить и снизить трудоёмкость расчётного прогнозирования ТОД. Разработанная система АСБ -1, наряду с существенным повышением точности, обеспечивает автоматизацию сложного и трудоёмкого процесса определения ОН в образцах простой и сложной формы, вырезаемых из деталей ГТД.

Реализация результатов работы. Результаты, полученные в работе, внедрены в производство на ОАО «НПО «Сатурн» в виде: методик учёта ОН при анализе напряжённого деформированного состояния (НДС) деталей ГТД после упрочняющей обработки; инструкций по упрочнению деталей ГТД на роботизированных установках Vapor Blast - 130 Wet и Vapor Blast RSPA - 2, а также использовались при проведении опытных работ по определению и внедрению в производство режимов упрочнения деталей двигателей ГТД SAM 146, ГТД 55 и ГТД 117.

Апробация работы. Результаты выполненных исследований докладывались: на Международной школе-конференции молодых учёных, аспирантов и студентов «Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений» имени П.А. Соловьева и В.Н. Кондратьева (г. Рыбинск, 2006 г); Международной н.-т. конф. "Проблемы и перспективы развития двигателе-строения (г. Самара, 2006 г.); Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием «IX Королёвские чтения» (г, Самара, 2007 г); Всероссийской н.-т. конф. с международным участием «Математическое моделирование и краевые задачи» (г. Самара, 2008 г); Международной н.-практ. конференция «Инно-вация-2008» (г. Ташкент, 2008 г); 7-й Международной конференция «Авиация и космонавтика-2008» (г. Москва, 2008 г); 6-й Международной н.-практ. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. С-Петербург, 2008 г); XXXVIII Уральском семинаре по механике и процессам управления (г. Миасс, 2008 г); 6-й Международной н.-т. конф. «Проблемы исследования и проектирования машин» (г. Пенза, 2008 г); Международной н.-т. конф. «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (г.Самара, 2009 г).

Содержание работы докладывалось и обсуждалось на научно-технических семинарах и заседаниях кафедры сопротивления материалов СГАУ в 2008 и 2009 г.г.

П}йшисац)1н. По результатам работы опубликовано 22 работы, в том числе в рецензируемых научных журналах и изданиях, определённых Высшей аттестационной комиссией - 2.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников, приложений. Содержит 134 страницы машинописного текста, включая 52 рисунка, 14 таблиц, 10 приложений и библиографию из 118 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, характеризуется объект исследования, излагается цель диссертационной работы и перечень положений, которые выносятся на защиту.

Впервой главе приведён краткий обзор литературы по теме диссертации. Анализ литературы показал, что несмотря на большое количество работ, посвященных упрочнению деталей методами поверхностного пластического деформирования (ППД), вопросы назначения режимов упрочнения для тонкостенных деталей разработаны недостаточно. Подходы, основанные на аналитических методах прогнозирования ТОД, основаны на значительных упрощениях и становятся в ряде случаев малоэффективными для деталей сложной формы. В таких случаях предпочтительнее метод конечных элементов (МКЭ). В настоящее время большое распространение получают специализированные программные средства моделирования и расчёта деталей сложной формы. Однако вопросы корректного использования ОН, локализованных в тонком поверхностном пластически деформированном слое детали, детально не проработаны.

Во всех случаях режимы упрочнения назначают на основе ОН. Однако, как показал поиск, существующие приборы ПИОН и т.п. морально устарели и имеют недостаточную точность, производство современных и доступных приборов для определения ОН отсутствует.

На основе выполненного анализа сформулированы цель работы и задачи исследования.

Во второй главе изложены общие принципы и подходы к определению рациональных режимов поверхностного упрочнения. Из закона сохранения энергии следует, что энергия упругой деформации деталей иа (т.е. энергия ТОД) связана с энергией 11а поверхностного слоя а, пластически деформированного в процессе упрочняющей обработки:

иа=Аиа=Диа) (1)

Очевидно, что энергия иа обусловлена необратимыми изменениями линейных размеров в материале (пластические деформации, структурно-фазовые превращения и др.), называемыми первоначальными деформациями (ПД). Однако, в силу отсутствия достаточно точных методов определения ПД, на практике для определения 11а удобнее пользоваться понятием условных начальных напряжений (НН) он. В процессе деформирования детали НН перераспределяются и при достижении состояния равновесия становятся остаточными. Величину НН предаю-

жено определять на основе ОН методом последовательных приближений:

= + 2,... (2)

о

где при / = 1 f-1 = 0 и следует принять ан>0© = a0C1(ç); разгрузочные функции /р для кольцевых и плоских образцов соответственно:

/■ 1 г/л 3(Л-2£)• (/;-) + h1 _ "г e.Jar ,„ /р = т, /р(£) ^ ~- ,3 -' Г«е & * ¡VocM / j^oc/^, (3)

" " о / О

h - толщина кольца в радиальном направлении.

На основе выражений (2-3) разработана программа расчёта НН. Расчёты показывают, что количество необходимых приближений существенно зависит от отношения а/А. Если величина a/h < 0,05, то с точностью до 3 - 5 % различием между ОН и НН можно пренебречь.

Решение задачи определения рациональных режимов упрочнения состоит из трёх этапов. На первом этапе определяют необходимые остаточные и соответствующие им НН, которые требуется создать в поверхностном слое упрочняемой детали для обеспечения наибольшего повышения предела выносливости. На втором этапе осуществляют прогнозирование возможных ТОД, обусловленных НН. Если ТОД превышают технологические допуски, то на основе расчётных методик подбирают такие величины НН и зоны упрочнения, которые обеспечивали бы необходимую геометрическую точность детали. На третьем этапе определяют параметры режимов упрочнения обеспечивающие в поверхностном слое детали требуемые НН. Для реализации первого и третьего этапов предварительно проводят экспериментальные исследования связи параметров X, с величиной НН и пределом выносливости, которые определяют на образцах или опытных деталях.

Для наиболее распространённого в настоящее время дробеструйного способа упрочнения микрошариками основным управляемым параметром является давление энергоносителя р. Остальные параметры обусловлены размерами и геометрией упрочняемых деталей и регламентированы исходя из конструкции установок, либо являются взаимозависимыми.

Дробеударные способы упрочнения создают в направлениях осей X и Y (рис. 1) одинаковое пластическое деформирование поверхностного слоя, следовательно ох = оу. Поскольку метод удаления поверхностных слоёв позволяет определять только совокупность ОН о0ст=(ох-цоу), az=0, по которым на основе (2-3) определим о„ = (о„х- ца„у), то, учитывая, что при ППД возникают сжимающие ОН и НН, можно принять

v

Р

7х

Рис. 1. Ориентация системы координат и направления ОН

1-//

где Oi, 02, Оз - главные НН, ц - коэффициент Пуассона материала.

Тогда выражение для удельной поверхностной энергии деформированного поверхностного слоя примет вид:

где Щ = ¿К2 + 0"2 + сг32 - 2//(сг,сг2 + <72о-3 + с^сг,)]. 2 Е

Следовательно, параметры режимов упрочнения Xj можно связывать с величиной и глубиной залегания НН через U0, от которой зависят ТО Д. В этом случае становится возможным пренебречь характером распределения НН по толщине слоя а. Это существенно упрощает расчёты ТОД, т.к. фактическое распределение НН можно заменить некоторыми постоянными по толщине слоя а эквивалентными напряжениями а3 = const, величину которых найдём из соотношений

и0 = —1—W=—1-—W=(6)

Отсюда получаем

<7>

Выражение (7) удобно для расчёта ТОД стержневых и кольцевых деталей с недеформируемым поперечным сечением. В общем случае для деталей сложной формы требуются обе составляющие эквивалентных напряжений. В этом случае, разделяя компоненты аих, ану и аналогичным образом выражая удельную поверхностную энергию через эквивалентные напряжения, получим

^32 =ГЦГК2^- (8)

Таким образом, величина £У0 может служить универсальным критерием для перехода от режимов упрочнения к ТОД. Особенно удобным становится применение и0 в задачах, где равномерная обработка упрочнением по всей поверхности детали вызывает недопустимые ТОД. В этом случае на эффективном режиме обрабатывают наиболее ответственные и опасные участки поверхности (например, наиболее нагруженные участки или зоны концентрации напряжений). В зависимости от возникающих при этом ТОД остальная поверхность, подлежащая упрочняющей обработке, обрабатывается на пониженном или повышенном (для исправления геометрии) относительно основного режимах. Решение принимают на основе предварительного расчётного анализа ТОД.

Для определения оптимальной величины давления рабочей среды (возду-

xa или рабочей жидкости) были проведены экспериментальные исследования на опытных образцах. Из материала ЭИ 698ВД было изготовлено 30 образцов для определения ОН после упрочнения и 36 образцов для испытаний на усталость. Упрочнение образцов осуществлялось на двух установках - гидродробеструйной установке VB-130 Wet и пневмодробеструйной установке Vapor Blast RSPA-2. На основе результатов исследований (таблица) была построена номограмма (рис. 2), в соответствии с которой задачу определения необходимых параметров

Таблица

Параметры режимов упрочнения опытных образцов

Средние величины характеристик

Тип № Давление Удельная

и диаметр режима энерго- Толщина энергия Предел

микро- упроч- носителя слоя слоя выносливости

шариков нения р, МПа а, мм (VIO4, с.ь МПа

dm МШ.и

Не упрочненные образцы 332,89

Стеклянные 0 250 мкм 1 0,2 0,103 2,095 395,18

2 0,3 0,122 2,736 395,37

3 0,4 0,137 3,533 411,46

Стальные 0 315 мкм 4 0,15 0,147 3,051 545,38

5 0,3 0,173 3,391 562,59

6 0,45 0,210 4,375 630,20

7 0,6 0,232 5,003 574,80

эффективных режимов упрочнения решают на основе расчётной величины £/0р и

0.1, МПа р, МПа

Рис. 2. Номограмма для определения давления рабочего энергоносителя: 1,11], <2| - зависимости а.ь и0 и а для стеклянных микрошариков; 2, и2, а2 - зависимости а.ь и0 и а для стальных микрошариков.

и допускаемой деформации [А]. Разработаны рекомендации по определению рациональных режимов (эффективных давлений энергоносителя />эфф) упрочнения, которые кратко представлены в виде схемы

-> ^Оэфф -> {а> СТэфф {¿;эфф ** ^ 1 пред }

о„ К/'зфф} (9)

^-^

В общем случае, когда остаточное НС неоднородно по осям X и У, необходимо определять эквивалентные НН по отдельности:

^эу=СГэ' (10)

где ' )« +<г2ну-2м<гнх*иу№, (П)

у (1 - 2цк + к )-а *

к - коэффициент неоднородности остаточного НС.

В ряде случаев возникает необходимость в устранении недопустимых деформаций, образовавшихся в процессе изготовления детали. В этом случае нужно подбирать не только режимы упрочнения, но и место расположения и размеры участков, которые следует обрабатывать. Эта задача решается аналогично по схеме (9), где в качестве [Д ] принимают величину деформаций, которые нужно устранить.

Наряду с определением рэв работе предложена методика определения второго важного параметра режима - времени упрочнения единицы поверхности детали т0ПТ по величине производной от функции прогибов контрольных пластинок /'(г) = Щ/З « 0,05 ■tga, (12) где а,р - углы наклона кривой насыщения прогибов контрольных пластинок

при упрочнении на начальном и конечном участках соответственно.

Тогда общее время обработки поверхности со средним диаметром О выражается следующим образом: 1 = %-В-Т ош1с1я, (13) где с!и - диаметр участка (ядро) с эффективным упрочнением.

В третьей главе рассмотрены расчётные методики прогнозирования ТОД на основе аналитического метода и МКЭ в системе АЫБУБ.

Аналитический метод является менее трудоёмким и эффективен в тех случаях, когда упрочняемая деталь имеет простую форму и её расчётную схему с определённой погрешностью можно представить в виде типовых элементов: стержней, колец, цилиндров и кольцевых пластин. Использование эквивалентных начальных напряжений аэ позволило существенно упростить расчётные выражения.

Для деталей типа «стержень» удлинение и прогибы при консольной схеме закрепления

I £1 ' (/_' (I_2)

0 Ьг 0 Ыу 5 0 .V

где / и 5 - размеры в продольном и поперечном направлениях поверхности стержня, подверженной упрочняющей обработке.

Для деталей типа «кольцо» выражения для изменения диаметра и разворота поперечных сечений

J ^

Ю=--—а;,, Ч^У^кам-— со8а)Мц-(созаг—^б^Д^,], (15)

где Дки =--— <{ис1.ч Аку =--— сГусй - изменения кривизны кольца.

Д .V Ц,;

Для деталей типа «цилиндр» выражения для удлинения и радиальных смещений:

А/ = ~—ал, Ш = -—о-э1 е^сов р -мп /?),

Е1г 31 ЕЙ 31 2£2£> ^ ^

Ла /? i. ir ФО-М2) л

где М «--<хэ2, р = kz, к =-==—, D -

(16)

2 ~32' л -Мг ' ~ 12(1 - /л2)

(17)

Для деталей типа «естественно закрученный стержень» упрощению подверглись выражения для силовых факторов:

N, = -a 3lcijds, Мп = -<j3lajgds,

s s

М { = -cr^ajr/ds, М к = М ка = a^a^6r2ds,

S S

где Мко - крутящий момент от нормальных остаточных напряжений.

Конечно-элементный метод прогнозирования ТОД основан на моделировании детали и её поверхностного пластически деформированного слоя а. В настоящей работе для расчётов использовался программный пакет ANSYS 11.0, обладающий хорошо развитыми средствами и опцией импорта моделей из системы Unigraphics, что существенно облегчает разработку моделей деталей сложной формы. Основными данными, требуемыми для построения модели упрочняемой детали, являются чертежи детали, по которым осуществляется построение трёхмерной твердотельной модели, а также эпюра распределения НН по толщине поверхностного слоя а.

Разработанная методика использует команду INISTATE, которая позволяет загружать НН как параметр загрузки структурного анализа на первом шаге на-гружения. Загрузка НН может осуществляться как в элементы, основой которых являются точки интегрирования, так и в материал. Элементы, поддерживающие послойную структуру, позволяют загружать напряжения по отдельности в каждом слое, что даёт возможность моделировать загрузку определённой эпюры напряжений по толщине поверхностного слоя а. При загрузке НН в послойные элементы основой служат точки интегрирования элемента или точки интегрирования слоёв (рис. 3). В работе использовались элементы SOLID-SHELL 190 и SOLID 45, как наиболее оптимальные для создания модели детали с поверхностным слоем а.

Если поверхностный слой не является замкнутым и обрывается, например, для образца с прямоугольным сечением в направлении оси X (рис. 1), соответствующие напряжения на поверхности отсутствуют. В этом случае необходимо учесть краевой эффект - зону включения ОН, протяжённость которой можно принять равной толщине слоя а.

На основе разработанных методик в системе Mathcad составлены программы и проведены сравнительные тестовые расчёты прогибов для деталей типа «стержень» и изменения диаметра и разворота поперечных сечений для деталей типа «кольцо». Сопоставление результатов расчётов и экспериментальных данных показали, что при погрешности в пределах 5 % наиболее достоверными следует считать расчёты по эквивалентным НН оэ2 с учётом краевого эффекта.

В четвёртой главе изложены результаты реализации разработанного метода проектирования операций упрочнения на роботизированных установках фирмы RÓSLER. Необходимость упрочнения лопаток 2 ступени компрессора НД ГТД из материала ВТ 6 обусловлена отрицательными результатами испытаний на усталость при jV6a3= 20Т06 циклов. Упрочнение лопаток осуществлялось по режиму № 2 (табл.) на гидродробеструйной установке VB-130 Wet. Данный режим был выбран как оптимальный, т. к. обеспечивает необходимый уровень ОН, сопротивления усталости и ТОД (анализ выбранного режима упрочнения с помощью МКЭ осуществлялся в системе ANSYS). Результаты испытаний на усталость лопаток на базе Абаз = 20-Ю6 циклов подтвердили правильность выбранного режима упрочнения.

После равномерного упрочнения диска турбины низкого давления ГТД на серийном режиме контроль выявил коробление фланца, превышающее технологические допуски ± 0,08 мм. По результатам замеров было принято решение о необходимости проведения дополнительных опытных работ по устранению ТОД, обусловленных не только тонкостенностью упрочняемых элементов, но и асимметричной формой детали. По методике, изложенной в разделе 2, был выбран режим упрочнения № 6. Процесс упрочнения был запрограммирован на роботизированной дробеструйной установке Vapor Blast RSPA - 2, что позволило осуществить точное позиционирование сопел при упрочнении всех необходимых поверхностей. Результаты повторных замеров подтвердили, что превышающие допуск ТОД были устранены.

В пятой главе изложены описание автоматизированной системы (АС) определения ОН, основанной на использовании более совершенных датчиков перемещений и методик обработки данных и расчёта ОН для образцов сложной формы. Основу АС составляет установка для определения ОН, показанная на рис. 4. В отличие от штативной конструкции существующих приборов ПИОН, Меркулон и др. в используемой установке массивный литой корпус существенно

Рис. 3. Модели поверхностного слоя 1- загрузка эпюры НН; 2- загрузка эквивалентных НН аэ1 и аэ2

повышает жёсткость конструкции и помехозащищённость от внешних шумов и вибраций. Модульная конструкция установки позволяет легко и быстро менять оснастку для определения ОН не только в стержневых образцах, но и в образцах- кольцах, полукольцах, вырезанных из галтелей, а также в кольцевых деталях малой и большой кривизны (соответственно при > 5 и /?//? < 5) с произвольным поперечным сечением, например в кольцах подшипников и т.п. В состав АС входят также компьютер на базе процессора Р4, лазерный принтер,

„ . ~тт блок стабилизированного питания Б5-

Рис. 4. Установка для определения ОН _ г

47, приспособления для монтажа образцов и подогрева защитного покрытия, а также комплект оснастки для поверки датчиков перемещений и регулировки системы. Управляющая программа на основе последовательного интерфейса 1^-485 позволяет в многозадачном режиме и реальном масштабе времени управлять работой и осуществлять сбор данных с 8-10 установок с непрерывным выводом на экран монитора деформационных кривых и эпюр ОН.

Результаты сравнительных исследований погрешности определения ОН, показанные на рис. 5, показыва- -25 0 25 50 До, МПа

ют существенно более высокую точность определения ОН системой Рис. 5. Плотность вероятностей АСБ- 1 (Дапих = ±23.4 МПа) по срав- распределения погрешностей нению с существующими приборами определения ОН ПИОН (Аотпх= ±62.2 МПа). 1 - АС АСБ-1; 2 - Установка ПИОН

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Основные результаты и выводы выполненной работы приведены в заключении и выражаются в следующем:

1. Разработан энергетический подход к созданию методик определения режимов упрочнения поверхностным пластическим деформированием тонкостенных и маложёстких деталей ГТД.

2. На основе энергетического подхода разработан метод проектирования операций упрочнения тонкостенных и маложёстких деталей ГТД, обеспечивающий заданные требования по точности и по уровню предела выносливости.

3.Разработано понятие эквивалентных начальных напряжений, позволяющее без снижения точности существенно упростить расчёты ТОД для деталей типа стержень, цилиндр и кольцо, а также являющееся основой для разработки новых методик прогнозирования ТОД.

4.На основе расчётно-экспериментальных исследований разработаны номограмма для определения основного параметра - давления рабочего энергоносителя для упрочнения деталей стальными и стеклянными микрошариками, а также уточнённая методика определения оптимальной длительности упрочнения микрошариками единицы поверхности детали.

5. На основе метода конечных элементов в системе ANSYS разработаны методики прогнозирования ТОД с использованием полной эпюры распределения НН и на основе эквивалентных НН. Показано, что использование эквивалентных НН значительно упрощает подготовку исходных данных и значительно уменьшает трудоёмкость расчётов по прогнозированию ТОД.

6. Проведены сравнительные расчёты с использованием остаточных, начальных и эквивалентных начальных напряжений, подтверждающие адекватность разработанных методик прогнозирования ТОД.

7. Проведена апробация в производственных условиях метода проектирования операций упрочнения на роботизированных установках фирмы RÓSLER. Реализация режимов упрочнения, определяемых по разработанной методике, обеспечивает величины ТОД в пределах допуска и подтверждает правомерность подходов, положенных в основу метода.

8. На примере определения режима дополнительного упрочнения фланцев диска турбины низкого давления показана возможность устранения недопустимых ТОД высокоточных деталей.

9. Разработана автоматизированная система определения остаточных напряжений АСБ - 1, позволяющая определять ОН в образцах сложной формы. Проведены статистические исследования точности определения ОН системой АСБ - 1. Сравнительными исследованиями установлено, что точность определения ОН системой АСБ - 1 в 2,7 раза выше по сравнению с известными приборами ПИОН, поле рассеивания составляет ±23.5 МПа.

10. Результаты, полученные в работе, внедрены в производство на ОАО «НПО «Сатурн» в виде: методик учёта ОН при анализе НДС деталей ГТД после упрочняющей обработки; инструкций по упрочнению деталей ГТД на роботизированных установках Vapor Blast - 130 Wet и Vapor Blast RSPA - 2, а также использовались при проведении опытных работ по определению и внедрению в производство режимов упрочнения деталей двигателей ГТД SAM 146, ГТД 55 и ГТД 117.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рецензируемых журналах из перечня ВАК:

1. Букатый, С. А. Прогнозирование технологических остаточных деформаций тонкостенных дисков после упрочнения методом поверхностного пластического деформирования [Текст] / С. А. Букатый, А. П. Кондратов, А. С. Букатый //

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королева. -№ 2(10). - Ч. 2. - Самара, 2006. - С. 91-95.

2.Букатый, С. А. Автоматизированная система определения остаточных напряжений в образцах сложной формы [Текст] / С. А. Букатый, А. С. Букатый // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королева. - № 2(10). - Ч. 2. - Самара, 2006. - С. 307-310.

В других изданиях:

3.Букатый, С. А. Прогнозирование технологических остаточных деформаций тонкостенных дисков после упрочнения методом поверхностного пластического деформирования [Текст] / С. А. Букатый, А. П. Кондратов, А. С. Букатый // «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» / Материалы докладов межд. н.-т. конф. 21-23 июня 2006 г. - Самара: СГАУ, 2006. - В 2-х Ч. 4.1. - С. 183-184.

4. Букатый, С. А. Автоматизированная система определения остаточных напряжений в образцах сложной формы [Текст] / С. А. Букатый, А. С. Букатый // Проблемы и перспективы развития двигателестроения / Материалы докладов межд. н.-т. конф. 21-23 июня 2006 г. - Самара: СГАУ, 2006. - В 2-х Ч. 4.1. - С. 181-182.

5.Букатый, С. А. Технологические остаточные деформации тонкостенных дисков после упрочнения методом поверхностного пластического деформирования [Текст] / С. А. Букатый, А. С. Букатый // Авиация и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений: Материалы Международной школы-конференции молодых учёных, аспирантов и студентов им. П.А. Соловьева и В.Н. Кондратьева. - Ч.З. - Рыбинск: РГАТА, 2006. - С. 137-140.

6.Каранаева, О. В. Влияние механических свойств упрочнённого слоя на перераспределение остаточных напряжений при циклическом нагружении [Текст] / О. В. Каранаева, Ю. Н. Сургутанова А. В. Чирков, А. С. Букатый // Математическое моделирование и краевые задачи: МЗЗ Труды четвёртой Всероссийской научной конференции с международным участием. Ч. 1: Математические модели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. - Самара: СамГТУ, 2007.-С. 315-318.

7. Букатый, А. С. Назначение оптимальных режимов упрочнения деталей ГТД с учётом геометрии упрочняемых деталей [Текст] / А. С. Букатый // Авиация и космонавтика 2008: Тезисы седьмой международной конференции. Тезисы докладов - Москва: МАИ, 2008. - С. 68.

8.Букатый, А. С. Повышение точности изготовления деталей после поверхностного упрочнения [Текст] / А. С. Букатый // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, промышленность: сборник трудов шестой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» - Санкт-Петербург, 2008. -С. 254-255.

9. Букатый, А. С. Обеспечение точности изготовления деталей после упрочнения поверхностным пластическим деформированием [Текст] / A.C. Букатый // Проблемы исследования и проектирования машин: сборник статей IV Между-

народной научно-технической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. - С. 24-26.

10. Кирпичёв, В. А. Оптимизация режимов упрочнения маложёстких деталей ГТД [Текст] / В. А. Кирпичёв, А. С. Букатый, В. Ю. Поленов // Математическое моделирование и краевые задачи: МЗЗ Труды пятой Всероссийской научной конференции с международным участием. Ч. 1: Математические модели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. - Самара: СамГТУ, 2008. -С. 132-135.

11. Сургутанова, Ю. Н. Прогнозирование предела выносливости элементов конструкций, изготовленных с использованием опережающего поверхностного пластического деформирования [Текст] / Ю. Н. Сургутанова, О. В. Каранаева, В. С. Сазанов, А. С. Букатый //Математическое моделирование и краевые задачи: МЗЗ Труды пятой Всероссийской научной конференции с международным участием. Ч. 1: Математические модели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. - Самара: СамГТУ, 2008. - С. 315-318.

12. Букатый, С. А. Определение остаточных напряжений в длинномерных осесимметричных валах [Текст] / С. А. Букатый, О. И. Драчёв, Д. А. Расторгуев, А. С. Букатый // Ташкент, «Янгиасравлоди». Республика Узбекистан. Сб. научных статей Международной научно-практ. конференции «Инновацня-2008», 2008.-С. 105-106.

13. Букатый, С. А. Автоматизированный прибор для определения остаточных напряжений [Текст] / С. А. Букатый, А. С. Букатый // Ташкент, «Янгиасравлоди». Республика Узбекистан. Сб. научных статей Международной научно-практ. конференции «Инновация-2008», 2008. - С. 275-276.

14. Букатый, А. С. Определение режимов упрочнения тонкостенных деталей ГТД микрошариками с учётом допускаемых деформаций [Текст] А. С. Букатый // Всероссийская молодёжная научная конференция с международным участием «IX Королёвские чтения»: тезисы докладов. - Самара: СГАУ, 2007. -С. 109.

15. Букатый, А. С. Повышение точности изготовления деталей после поверхностного упрочнения [Текст] А. С. Букатый // Высокие технологии в машиностроении. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической Интернет-конференции с международным участием - Самара: СамГТУ 2008. - С. 11-12.

16. Букатый, С. А. Определение рациональных режимов поверхностного упрочнения тонкостенных и маложёстких деталей ГТД на основе допускаемых деформаций [Текст] С. А. Букатый, А. С. Букатый // Международная научно-техническая конференция "Проблемы и перспективы развития двигателестрое-ния" 2009 - Самара: СГАУ, 2009. - в 2 Ч. - Ч. 2. - С. 23 - 25.

17. Павлов, В. Ф. Влияние режимов дробеструйной обработки на остаточные напряжения и предел выносливости образцов из сплава ЭИ 698 [Текст] В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичёв, А. А. Иванов, А. С. Букатый // Международная научно-техническая конференция "Проблемы и перспективы развития двигателестрое-ния" 2009 - Самара: СГАУ, 2009. В 2 Ч. Ч. 2. С. 162 - 163. - 220 С.

18. Кирпичёв, В. А. Моделирование упрочнённого поверхностного слоя маложёстких деталей ГТД [Текст] В. А. Кирпичёв, А. С. Букатый, В. К. Шадрин, Н.

16 d И. Яковенко // Международная научно-техническая конференция "Проблемы и перспективы развития двигателестроения" 2009 - Самара: СГАУ, 2009. - в 2 Ч. -Ч. 2.-С. 175 - 176.

19. Кирпичёв, В. А. Исследование степени наклёпа и сопротивления усталости сплава ЭИ 968 после упрочнения стеклянными и стальными микрошариками [Текст] В. А. Кирпичёв, А. А. Иванов, А. С. Букатый, О. Ю. Семёнова // Международная научно-техническая конференция "Проблемы и перспективы развития двигателестроения". - Самара: СГАУ, 2009. - в 2 Ч. - Ч. 2. - С. 180 - 181.

20. Букатый, С.А. Автоматизированная система определения остаточных напряжений [Текст] С. А. Букатый, А. С. Букатый // Механика и процессы управления: труды XXXVIII Уральского семинара. - Т. 1. - Екатеринбург: УрО РАН, Миасс-2008.-С. 191-194.

21. Кирпичёв, В. А. Конечно-элементное моделирование поверхностного слоя деталей, подвергаемых упрочнению методами поверхностного пластического деформирования [Текст] В. А. Кирпичёв, А. С. Букатый, В. К. Шадрин, Н. И. Яковенко // Математическое моделирование и краевые задачи: МЗЗ 4.1: Математические модели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. -Самара: СамГТУ, 2009. - С. 121 - 122.

22. Кирпичёв, В. А. Выбор оптимального режима пневмодробеструйной обработки по критерию среднеинтегральных остаточных напряжений [Текст] В. А. Кирпичёв, А. С. Букатый, О. Ю. Семёнова, В. В. Лунин // Математическое моделирование и краевые задачи: МЗЗ. 4.1: Математические модели механики, прочности и надёжности элементов конструкций. - Самара: СамГТУ, 2009. - С. 118120.

Работа выполнена при поддержке Федерального агентства по образованию (проекты 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 РНП.2.1.1/889 «Теоретические и экспериментальные исследования влияния диссипативных процессов на механические характеристики и разрушение материалов»).

Подписано в печать 25.09.09 г. Тираж 100 экз.

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

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Методы назначения режимов упрочнения

1.2 Методики прогнозирования деформаций

1.3 Оборудование для определения остаточных напряжений

1.4 Выводы, цель и задачи исследования

2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМОВ УПРОЧНЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ И МАЛОЖЁСТКИХ ДЕТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

2.1 Общие принципы методики определения режимов упрочнения

2.2 Критериальные основы методики определения режимов упрочнения

2.3 Определение эквивалентных напряжений в общем случае остаточных напряжений

2.4 Определение начальных напряжений

2.5 Определение диаметра шариков и давления рабочего энергоносителя

2.6 Определение взаимозависимых параметров режима упрочнения

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ

3. РАСЧЁТНЫЕ МЕТОДИКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ТОНКОСТЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ

3.1 Расчётные методики прогнозирования технологических остаточных деформаций на основе аналитического метода

3.1.1 Детали типа «стержень»

3.1.2 Детали типа «Цилиндр»

3.1.3 Детали типа «Кольцо»

3.1.4 Детали типа «Диск»

3.2 Прогнозирование технологических остаточных деформаций на основе метода конечных элементов в системе ANSYS

3.2.1 Экспериментальные данные, служащие основой для построения физической модели детали

3.2.2 Создание физической модели упрочнённой детали

3.2.3 Методика расчёта технологических остаточных деформаций детали методом конечных элементов в системе ANSYS

3.2.3.1 Загрузка эпюры начальных напряжений

3.2.3.2 Загрузка эквивалентных начальных напряжений

3.2.4 Методика исправления геометрии деталей дополнительным упрочнением

3.3 Расчётно-экспериментальные исследования разработанных моделей и методик

3.3.1 Деформации деталей типа «Стержень»

3.3.2 Деформации деталей типа «Кольцо» 59 ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ

4- РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМОВ

УПРОЧНЕНИЯ НА УСТАНОВКАХ ФИРМЫ ROSLER

4.1 Упрочнение лопаток компрессора ГТД

4.2 Исправление технологических остаточных деформаций диска ГТД

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ

5. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТЕРЖНЕВЫХ ОБРАЗЦАХ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

5.1 Состав автоматизированной системы определения остаточных напряжений АСБ

5.2 Методическое и программное обеспечение автоматизированной системы АСБ

5.3 Исследование погрешности определения остаточных напряжений системой АСБ-1 80 ^ Определение остаточных напряжений в образцах сложной формы ^^

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ

В настоящее время авиадвигателестроение представляет собой стремительно развивающуюся отрасль, основные тенденции которой направлены на совершенствование характеристик газотурбинных двигателей (ГТД). Постоянно растущие требования по эмиссии, шумности, массе двигателей делают необходимым использование новых материалов, внедрение в производство современных технологических процессов, обеспечивающих требуемый ресурс и прочие показатели деталей, от которых зависит эффективность и надёжность двигателя в целом.

Общеизвестно, что важным фактором, влияющим на долговечность деталей, является качество поверхностного слоя. Растягивающие остаточные напряжения (ОН), возникающие в поверхностном слое после механической обработки и других технологических операций изготовления детали, способствуют развитию микротрещин в местах концентрации напряжений, вызванных как особенностями кристаллической решётки материала, так и микродефектами поверхности детали. Замедлению зарождения и развития микротрещин способствует внедрение в технологический процесс на последних стадиях изготовления детали различных видов обработки, создающих в её поверхностном слое сжимающие остаточные напряжения. Существуют различные методы упрочнения поверхностным пластическим деформированием (ППД). Наиболее распространёнными являются пневмодробеструйное и гидродробеструйное упрочнение микрошариками, обкатка роликом или шариком, пневмодинамическая и ультразвуковая обработки. Применение указанных методов главным образом зависит от типа упрочняемой детали и требований, предъявляемых к детали после обработки.

Основными параметрами, характеризующими операцию упрочнения ППД являются распределение ОН по толщине поверхностного слоя. Сжимающие ОН приводят к увеличению, а растягивающие ОН к снижению сопротивления усталости. Но наряду с увеличением сопротивления усталости, ОН, возникающие в поверхностном слое деталей, приводят к изменениям их размеров и формы — технологическим остаточным деформациям (ТОД). Особенно важно обеспечение геометрической точности для тонкостенных и маложёстких деталей, которые преобладают в конструкции ГТД. В настоящее время большинство работ, посвященных исследованию ТОД, основаны на аналитических методах и подходах, которые для деталей сложной конфигурации становятся малоэффективными. Поэтому разработка корректных расчётных методов прогнозирования ТОД и назначения режимов упрочнения, обеспечивающих геометрическую точность деталей в пределах допусков, является актуальной задачей в производстве газотурбинных установок и двигателей.

Появление универсального автоматизированного упрочняющего оборудования позволяет назначать дифференцированные режимы упрочнения для ответственных участков (зоны концентрации напряжений) и остальной поверхности детали, в результате чего процесс упрочнения программируется с учетом всех необходимых параметров. В связи с этим необходимы новые подходы к назначению режимов упрочнения, учитывающие точную геометрию детали и использующие современные программные пакеты конечно-элементного анализа, такие как ANSYS, Nastran и другие. Таким образом, существенное повышение точности изготовления деталей может быть достигнуто за счёт применения автоматизированного высокоточного оборудования и принципиально новых методик назначения режимов, обеспечивающих необходимую точность и эффективность процесса упрочнения.

Настоящая работа посвящена разработке метода проектирования операций упрочнения ППД с учётом циклической долговечности и геометрической точности деталей ГТД на основе энергии поверхностного пластически деформированного слоя. Результаты работы прошли апробацию и внедрены на ОАО «НПО «САТУРН».

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ

1. Разработана автоматизированная система определения остаточных напряжений АСБ - 1.

2. Система позволяет определять ОН в образцах сложной формы.

3. Проведены статистические исследования точности определения ОН системой АСБ - 1. Сравнительными исследованиями установлено, что точность определения ОН системой АСБ — 1 в 2,7 раза выше по сравнению с известными приборами ПИОН, поле рассеивания составляет ±23.5 МПа.

4. Использование АСБ-1 позволяет: повысить точность определения ОН в образцах простой и сложной формы;

-увеличить производительность и уменьшить трудоёмкость процесса определения ОН.

89

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан энергетический подход к созданию методик определения режимов упрочнения поверхностным пластическим деформированием тонкостенных и маложёстких деталей ГТД.

2. На основе энергетического подхода разработан метод проектирования операций упрочнения тонкостенных и маложёстких деталей ГТД, обеспечивающий заданные требования по точности и по уровню предела выносливости.

3. Разработано понятие эквивалентных начальных напряжений, позволяющее без снижения точности существенно упростить расчёты ТОД для деталей типа стержень, цилиндр и кольцо, а также являющееся основой для разработки новых методик прогнозирования ТОД.

4. На основе расчётно-экспериментальных исследований разработана номограмма для определения основного параметра - давления рабочего энергоносителя для упрочнения деталей стальными и стеклянными микрошариками.

5. Разработана уточнённая методика определения оптимальной длительности упрочнения микрошариками единицы поверхности детали.

6. На основе метода конечных элементов в системе ANSYS разработаны методики прогнозирования ТОД на основе полной эпюры распределения НН и на основе эквивалентных НН. Показано, что использование эквивалентных НН значительно упрощает подготовку исходных данных и значительно уменьшает трудоёмкость расчётов по прогнозированию ТОД.

7. Проведены сравнительные расчёты с использованием остаточных, начальных и эквивалентных начальных напряжений, подтверждающие адекватность разработанных методик прогнозирования ТОД.

8. Проведена апробация метода проектирования операций упрочнения тонкостенных деталей ГТД на роботизированных установках фирмы

ROSLER. Реализация режимов упрочнения, определяемых по разработанной методике, обеспечивает величины ТОД в пределах допуска и подтверждает правомерность подходов, положенных в основу метода.

9. На примере дополнительного упрочнения фланцев диска турбины низкого давления показана возможность устранения недопустимых ТОД высокоточных деталей.

10. Разработана автоматизированная система определения остаточных напряжений АСБ - 1, позволяющая определять ОН в образцах сложной формы.

11. Проведены статистические исследования точности определения ОН системой АСБ -1. Сравнительными исследованиями установлено, чтоточность определения ОН системой АСБ -1 в 2,7 раза выше по сравнению с известными приборами ПИОН, поле рассеивания составляет ±23.5 МПа.

12. Результаты, полученные в работе, внедрены в производство на ОАО «НПО «Сатурн» в виде: методик учёта ОН при анализе НДС деталей ГТД после упрочняющей обработки; инструкций по упрочнению деталей ГТД на роботизированных установках Vapor Blast - 130 Wet и Vapor Blast RSPA - 2, a также использовались при проведении опытных работ по определению и внедрению в производство режимов упрочнения деталей двигателей ГТД SAM 146, ГТД 55 и ГТД 117.

Работа выполнена при поддержке Федерального агентства по образованию (проекты РНП.2.1.1/3397 и РНП.2.1.1/889).

91

1. Кузнецов, Н. Д. Технологические методы повышения надёжности деталей машин Текст.: Справочник / Н.Д.Кузнецов, В.И.Цейтлин, В. И. Волков. — М.: Машиностроение, 1993. - 304 с.

2. Кузнецов, Н. Д. Пневмодробеструйное упрочнение Текст. / Н. Д. Кузнецов, В. И. Цейтлин, В. И. Волков // Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2002. - № 6 - С. 14-19.

3. Цейтлин, В. И. Пневмодробеструйное упрочнение Текст. /

4. B. И. Цейтлин, В. И. Волков // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. - № 7 - С. 13-19.

5. Саверин, М. М. Дробеструйный наклёп Текст. / М. М. Саверин М.: Машгиз, 1955.-301 с.

6. Петросов, В. В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента Текст. / В. В. Петросов. — М.: Машиностроение, 1977. 163 с.

7. Гринченко, И. Г. Упрочнение деталей из жаропрочных и титановых сплавов Текст. / И. Г. Гринченко. — М.: Машиностроение, 1971. 119 с.

8. Иванов, С. И. Технологические остаточные напряжения и сопротивление усталости авиационных резьбовых деталей Текст. /

9. C. И. Иванов, В. Ф. Павлов, Г. В. Коновалов, Б. В. Минин. М.: 1992. - 192 с.

10. Павлов, В. Ф. Остаточные напряжения и сопротивление усталости упрочнённых деталей с концентраторами напряжений Текст. : моногр. / В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичёв, В. Б. Иванов. Самара: "Изд-во СНЦ", 2008. -64с.

11. Colwell, L.V. Proceedings of the International Production Engineering Research Conference/ L.V. Colwell // Cornegie Institute of Technology. -Pittsburg, 1963P. 67-71.

12. Инструкция № 949-69. Поверхностное упрочнение деталей из алюминиевых сплавов Текст. М., 1969. - 38 с.

13. OCT 100870-77 Лопатки газотурбинных двигателей. Методы испытания на усталость Текст. — 30 с.

14. Лабутин, А. Ю. Исследование, разработка и внедрение процесса пневмогидроструйной обработки лопаток компрессора ГТД в среде жидкости Текст. / А. Ю. Лабутин. атореф. . канд. техн. наук : 05.07.05; 05.07.04 / КГТУ. - Казань, 1999. - 16 с.

15. Рыковский, Б. П. Пневмогидродробеструйное упрочнение лопаток компрессора стеклошариками Текст. / Б. П. Рыковский, С. И. Пудков, Н. Н. Якимчиков // Авиационная промышленность. М., 1984. - № 11. -С.26.

16. Короткое, В. А. О концепции выбора методов упрочнения Текст. / В. А. Коротков // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1996. -№ 1.-С. 21-22.

17. Суслов, А. Г. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием Текст. / А. Г. Суслов, Р. В. Гуров, Е. С. Тишевских // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2008. - № 9 - С. 20-22.

18. Сулима, А. М. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов Текст. / А. М. Сулима, М. И. Евстигнеев. М.: Машиностроение, 1974. - 256 с.

19. Curtin, W.A. Microcrack Toughening? / Curtin W.A., Futamura К. // Acta metall. mater.- 1990, V.38,-№ 11., P. 2051-2058.

20. Dossou, D A Strain Energy Based Lifetime Prediction Model for Notched Specimens: Case of Polycarbonate under Thermal Fatigue / D. Dossou, Z. Azari, G. Pluvinage // Strength of materials.- 1998.- № 6.-P. 32-40.

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

22. Кудрявцев, И. В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении Текст. / И. В. Кудрявцев. М.: Машгиз, 1951. - 268 с.

23. Георгиев, М. Н. Связь между пределом трещиностойкости 1с и критическими значениями коэффициента интенсивности напряжения Kic Текст. / М. Н. Георгиев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -М.: TECT-3JI, 2004. № 1. - Том 70 - С. 46 - 48.

24. Крымов, В. В. Производство лопаток газотурбинных двигателей Текст. / В. В. Крымов, Ю. С. Елисеев, К. И. Зудин. — М.: Машиностроение / Машиностроение-Полет, 2002. — 376 с.

25. Богуслаев, В. А. Технологическое обеспечение и прогнозирование несущей способности деталей ГТД Текст. / В. А. Богуслаев, В. К. Яценко, В. Ф. Притченко. Запорожье: ОАО "Мотор Сич", 2006. - 335 с.

26. Петухов, А. Н. Сопротивление усталости деталей ГТД Текст. /

27. A. Н. Петухов. М.: Машиностроение, 1993. - 240 с.

28. Поляк, М. С. Технология упрочнения. Технол. Методы упрочнения. В 2 т. Т. 2. Текст. / М. С. Поляк. М.: "JI. В. М. - СКРИПТ", Машиностроение, 1995.-688 с.

29. Багмутов, В. П. Прогнозирование усталостной прочности на основе расчётной кривой усталости Текст. / В. П. Багмутов, О. В. Кондратьев. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. М.: TECT-3JI, 2005. - № 4.-Том 71 - С. 40^4.

30. Терентьев, В. Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов Текст. /

31. B. Ф. Терентьев. М.: Интермет инжиниринг, 2002. - 287 с.

32. Подзей, А. В. Технологические остаточные напряжения Текст. / А. В. Подзей, А. М. Сулима, М. И. Евстигнеев, Г. 3. Серебренников. М.: Машиностроение, 1973. -216 с.

33. Павленко, Д. В. Модель релаксации остаточных напряжений в поверхностном слое деталей из сплава ХН73МБТЮ ВД Текст. / Д. В. Павленко, Н. В. Гончар // Упрочняющие технологии и покрытия. — М.: Машиностроение, 2006. - № 9 - С. 14-19.

34. Шарипов, Б. У. Формирование поверхностного слоя при обработке деталей методами поверхностного пластического деформирования Текст. / Б. У. Шарипов // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 2000. -№8.-С. 46^48.

35. Безъязычный, В. Ф. Определение упрочнения по глубине поверхностного слоя Текст. / В. Ф. Безъязычный, Б. М. Драпкин, М. В. Тимофеев, М. А. Прокофьев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. М.: ТЕСТ-ЗЛ, 2005. - № 12. - Том 71 - С. 40-41.

36. Боченин, В. И. Неразрушающий способ контроля глубины наклёпа при дробеструйном упрочнении Текст. / В. И. Боченин, В. П. Кузнецов. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. М.: TECT-3JI, 2005. -№7.-Том 71 - С. 27-29.

37. Матлин, М. М. Прогнозирование глубины наклёпанного слоя при комбинированном упрочнении Текст. / М. М. Матлин, С. JI. Лебский // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 2001. - № 4. - С. 56-58.

38. Отений, Я. Н. Сравнительный анализ определения глубины упрочнения при поверхностном пластическом деформировании по различным методам Текст. / Я. Н. Отений // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. - № 3 - С. 3-4.

39. Лебедев, В. А. Термодинамический критерий упрочнения деталей динамическими методами ППД Текст. / В. А. Лебедев // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2005. - № 7 - С. 18-23.

40. Лебедев, В. А. Энергетическое условие эффективности упрочняющей обработки деталей динамическими методами ППД Текст. / В. А. Лебедев // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2008. — № 8 — С. 24-31.

41. Матлин, М. М. Механика силового контактного взаимодействия дроби с поверхностью упрочняемой детали Текст. / М. М. Матлин, В. О. Мосейко,

42. B. В. Мосейко // Упрочняющие технологии и покрытия. — М.: Машиностроение, 2006. № 10 - С. 45-52.

43. Лебедев, В. А. Кинетическая модель упрочнения поверхностного слоя деталей виброударными методами ППД Текст. / В. А. Лебедев, И. В. Чумак // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2008. - № 7 -С. 3-8.

44. Лебедев, В. А. Закономерности формирования и упрочнения поверхностного слоя динамическими методами ППД Текст. / В. А. Лебедев, И. П. Стрельцова // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. - № 7 - С. 7-12.

45. Белозеров, В. В Циклическая прочность деталей с зонами перекрытия, сформированными при обкатывании роликами Текст. / В. В. Белозеров,

46. A. И. Махатилова, В. В. Субботина // Проблемы прочности. — Изд.: Институт проблем прочности им. Г.С. Писаренко НАЛ Украины, 2006. № 3 -С.144-148.

47. Браславский, В. М. Технология обкатки крупных деталей роликами. 2-е издание Текст. / В. М. Браславский. -М.: Машиностроение, 1975. 160 с.

48. Смелянский, В. М. Исчерпание запаса пластичности металла в поверхностном слое деталей при обработке обкатыванием Текст. /

49. B. М. Смелянский, Ю. Г. Калпин, В. В. Баринов // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1990. - № 8. - С. 54-58.

50. Сидякин, Ю. И. Повышение эффективности упрочняющей механической обработки валов обкаткой их роликами или шариками Текст. / Ю. И. Сидякин // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 2001. — № 2. - С. 43-49.

51. Бойко, Н. И. Исследование технологических параметров процесса обкатывания роликами наплавленного металла Текст. / Н. И. Бойко, А. Е. Хачкинаян, Г. В. Санамян // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. - № 10 - С. 34-37.

52. Отений, Я. Н. Влияние параметров деформирующих роликов на геометрию контакта и глубину упрочнения при обработке ППД валов и отверстий Текст. / Я. Н. Отений // Упрочняющие технологии и покрытия. -М.: Машиностроение, 2006. № 4 - С. 8-10.

53. Лебедев, В. А. Оценка производительности динамических методов ППД Текст. / В. А. Лебедев, И. П. Стрельцова // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. - № 5 - С. 17-21.

54. Фирсов, А. М. Обработка прерывистых поверхностей методом поверхностного пластического деформирования Текст. / А. М. Фирсов,

55. B. Н. Беляев // Упрочняющие технологии и покрытия. — М.: Машиностроение, 2006. № 6 - С. 8-9.

56. Фархшатов, М. Н. Упрочнение восстановленных деталей машин поверхностным пластическим деформированием Текст. / М. Н. Фархшатов // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. - № 81. C. 20-23.

57. Хейфец, М. Л. Движение деформирующего элемента накатного инструмента в процессе поверхностной обработки деталей машин Текст. / М. Л. Хейфец // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2008. - № 2 - С. 23-26.

58. Халимулин, Р. М. Виброупрочнение деталей Текст. / Р. М. Халимулин // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1993. - № 4. - С. 49-50.

59. Орлов, В. В. Комплексная обработка зубчатых колес способом ППД Текст. / В. В. Орлов, Н. Л. Перельмутер, В. И. Гуляев, Д. Л. Юдин // Вестник машиностроения. — М.: Машиностроение, 1999. № 5. - С. 26-28.

60. Матлин, М. М. Комбинированное поверхностное пластическое деформирование деталей дробью Текст. / М. М. Матлин, С.Л. Лебский // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 2000. - № 1. - С. 54—56.

61. Осипенкова, Г. А. Моделирование свойств поверхностного слоя при ультразвуковом выглаживании Текст. / Г. А. Осипенкова, Ф. Е. Пегашкин, И. Е. Филимонов // Вестник машиностроения. — М.: Машиностроение, 2008. — № 11-С. 79-81.

62. Лебедев, В. А. Прогнозирование влияния динамических методов ППД на улучшение эксплуатационных свойств деталей Текст. / В. А. Лебедев, Р. А. Мищенко, И. П. Стрельцова // Упрочняющие технологии и покрытия. — М.: Машиностроение, 2006. № 10 - С. 3-8.

63. Попов, М. Е. Упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием осциллирующим инструментом Текст. / М. Е. Попов // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. - № 11 - С. 5-9.

64. Рыбаков, Г. М. Фундаментальные основы управления качеством дробеструйной обработки деталей машиностроения. Сообщение 3.

65. Разработка «Предсказывающей функции» Текст. / Г. М. Рыбаков // Известия вузов. Машиностроение. М.: изд. МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. - № 3. — С. 47-52.

66. Рыбаков, Г. М. Насыщение энергией металлических деталей поверхностным пластическим деформированием Текст. / Г. М. Рыбаков // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 2007. - № 6. - С. 72-73.

67. Рыбаков, Г. М. Насыщение энергией металлических деталей при поверхностном пластическом деформировании Текст. / Г. М. Рыбаков // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 2008. - № 11. - С. 81-83.

68. Рыбаков, Г. М. Энергетические принципы назначения режимов дробеструйной обработки. Ч. 1. Текст. / Г. М. Рыбаков // Технология машиностроения. — М.: изд. Технология машиностроения, 2006. — № 3. — С. 36-42.

69. Рыбаков, Г. М. Энергетические принципы назначения режимов дробеструйной обработки. Ч. 2. Текст. / Г. М. Рыбаков // Технология машиностроения. М.: изд. Технология машиностроения, 2006. - № 4. -С. 45-47.

70. Рыбаков, Г. М. Энергетические принципы назначения режимов дробеструйной обработки. Ч. 3. Текст. / Г. М. Рыбаков // Технология машиностроения. М.: изд. Технология машиностроения, 2006. - № 6. -С. 37-^0.

71. Рыбаков, Г. М. Формирование сжимающих остаточных напряжений в металлических деталях при дробеструйной обработке Текст. / Г. М. Рыбаков // Технология машиностроения. М.: изд. Технология машиностроения, 2007. -№ 1.- С. 51-54.

72. Рыбаков, Г. М. Экспресс-метод контроля качества дробеструйной обработки сложнонагруженных деталей по критерию остаточных напряжений Текст. / Г. М. Рыбаков // Технология машиностроения. М.: изд. Технология машиностроения, 2007. — № 6. — С. 55-59.

73. Исаев А. И. Выбор оптимальной толщины образца при определении остаточных напряжений в поверхностном слое Текст. / А. И. Исаев, А. Н. Овсеенко. // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1967. -№ 8.-С. 74-76.

74. Sagalewitch, W.M. Stabilitat geometrischer Abmossungen von schweibverbindungen./ W.M. Sagalewitch, W.W. Naschiwotscnikow, W.F. Saweljew // Schweisstechnik.- 1978. V.28,-№ 10, P. 463-465.

75. Halverstadt, R.D. How to minimize and control residual machining stress/ R.D. Halverstadt // Metalworking Production 1960. V.104,- № 13.- P. 56-61.

76. Овсеенко, A. H. Технологические основы методов снижения остаточных деформаций и обеспечения качества обработки высоконагруженных деталей энергомашин Текст. / А. Н. Овсеенко. атореф. . докт. техн. наук : 05.02.08; 01.02.06 / ЦНИИТМАШ. - М., 1986.-32 с.

77. Овсеенко, А. Н. Технологические остаточные деформации и методы их снижения Текст. / А. Н. Овсеенко // Вестник машиностроения. — М.: Машиностроение, 1991.-№2. -С. 58-61.

78. Букатый, С. А. Коробление и размерная стабильность маложёстких тонкостенных деталей в производстве газотурбинных двигателей Текст. / С. А. Букатый, И. В. Семенченко // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1994. -№ 10. - С. 32-37.

79. Букатый, С. А. Прогнозирование коробления деталей ГТД после обработки поверхности на основе исследования остаточного напряжённого состояния материала Текст.: автореф. . докт. техн. наук : 05.07.05, 01.02.06 / С.А. Букатый. Рыбинск, 1996. 28 с.

80. Букатый, С. А. Оптимизация режимов упрочнения по допускаемым деформациям детали Текст. / С. А. Букатый, В. А. Дмитриев, Д. Д. Папшев // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1990. - № 8. - С. 58-61.

81. Смирнов, Г. В. Совершенствование технологии окончательной электрохимической размерной обработки лопаток ГТД с учётом технологической наследственности Текст.: Монография / Г.В.Смирнов. — СНЦРАН. Самара, 2004. - 112 с.

82. Гущин, А. Ю. Повышение эффективности упрочнения поверхностного слоя деталей ГТД микрошариками с учетом технологических возможностей оборудования Текст. / А. Ю. Гущин. атореф. . канд. техн. наук : 05.03.01; 05.02.08 / РГАТА. - Рыбинск, 2006. - 15 с.

83. Донсков, А. С. Остаточные напряжения и устранение погрешности формы неравномерным упрочнением Текст. / А. С. Донсков, Е. Д. Мокроносов, Е. Ю. Кропоткина // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1993. - № 4. - С. 43-46.

84. Мазур, В. К. Технологические остаточные деформации маложёстких валов и методы их снижения Текст. / В. К. Мазур. атореф. . канд. техн. наук : 05.02.08 / Азотреммаш. - М., 2001. - 23 с.

85. Антонюк, В. Е. Технологические возможности повышения точности изготовления дисков и валов Текст. / В. Е. Антонюк // Технология машиностроения. М.: изд. Технология машиностроения, 2005. - № 6. — С. 43-48.

86. Антнюк, В. Е. Динамическая стабилизация деталей типа дисков Текст. / В. Е. Антонюк // Упрочняющие технологии и покрытия. — М.: Машиностроение, 2005. № 7 - С. 24-29.

87. Гольдшмидт, М. Г. К методике экспериментального определения технологических остаточных напряжений Текст. / М. Г. Гольдшмидт,

88. B. В. Брюхов // Заводская лаборатория. М.: TECT-3JI, 2003. - № 1. — Том 69 - С. 53-54.

89. Зайдес, С. А. Охватывающее деформационное упрочнение маложестких валов Текст. / С. А. Зайдес // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2008. - № 2 - С. 3-6.

90. Емельянов, В. Н. Правка валов ППД при изменении силового фактора средствами автоматизации Текст. / В. Н. Емельянов // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1996. - № 8. - С. 36-38.

91. Копылов, Ю. Р. Особенности виброударного упрочнения длинномерных деталей Текст. / Ю. Р. Копылов // Упрочняющие технологии и покрытия. Научно-технический и производственный журнал. М.: Машиностроение, 2008. - № 9 - С. 17-19.

92. Жабин, А. И. Остаточные напряжения при обработке корпусных деталей открытого типа Текст. / А. И. Жабин, Т. В. Кухтик, О. С. Шишкевич // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1990. - № 8. - С. 40-41.

93. Глухов, В. И. Комплексные показатели размерной и геометрической точности деталей машин Текст. / В. И. Глухов // Вестник машиностроения. -М.: Машиностроение, 1998 № 4 - С. 3-7.

94. Зайдес, С. А. Напряженно-деформированное состояние при охватывающем поверхностном пластическом деформировании Текст. /

95. C. А. Зайдес //Вестник машиностроения. — М.: Машиностроение, 2001. -№ 7-С.60-63.

96. Зайдес, С. А. Физико-геометрическое моделирование охватывающего поверхностного пластического деформирования Текст. / С. А. Зайдес // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2008. - № 3 -С. 3-7.

97. Копылов, Ю. Р. Математическое моделирование процесса виброударного упрочнения деталей сложной формы Текст. / Ю. Р. Копылов // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2005. - № 11-С. 3-8.

98. Волков, Д. И. Определение параметров поверхностного слоя при упрочнении микрошариками Текст. / Д. И. Волков, А. Ю. Гущин // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. — № 11 -С. 12-14.

99. Ковалев, А. П. Контактно-фрикционное взаимодействие при поверхностном пластическом деформировании Текст. / А. П. Ковалев, А. В. Мартынюк // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2007. -№ 8 - С. 14-22.

100. Афонин, А. Н. Моделирование процесса поверхностно-объемного пластического деформирования Текст. / А. Н. Афонин, А. В. Киричек, А. Г. Апальков, Д. А. Должиков // Упрочняющие технологии и покрытия. -М.: Машиностроение, 2007. № 10 - С. 29-31.

101. Лебедев, В. А. Принципы разработки рациональной структуры технологической операции ППД Текст. / В. А. Лебедев // Упрочняющие технологии и покрытия. Научно. М.: Машиностроение, 2007 - № 6 -С.3-10.

102. Ибрагимов, И. Г. Измерение напряжений в металлоконструкциях методом потерь перемагничивания Текст. / И. Г. Ибрагимов, Р. Г. Вильданов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — М.: TECT-3JI, 2005. -№2.-Том 71 С. 29-31.

103. Рахмарова, М. С. Влияние технологических факторов на надежность лопаток газовых турбин Текст. / М. С. Рахмарова, Я. Г. Мирер. М.: Машиностроение, 1966.

104. Определение остаточных напряжений в поверхностном слое пера лопаток двигателей. Методич. материалы / НИАТ, 1965. 20с.

105. Биргер, И. А. Остаточные напряжения Текст. / И. А. Биргер. М.: Машиностроение, 1963. - 232 с.

106. Каплун, А. Б. ANSYS в руках инженера Текст.: Практическое руководство / А.Б. Каплун, Н.М. Морозов, М.А. Олферьева. Изд.2-е, испр. -М.: Едиториал УРСС, 2004. - 272 с.

107. Иванов, С. И. Зона включения остаточных напряжений в полоске Текст. / С. И. Иванов // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций: Сб. тр. / КуАИ. Куйбышев, 1968. - Вып. 39. - С. 158-169.

108. Воскобойников, Ю. Е. Математическая обработка эксперимента в молекулярной газодинамике Текст.: Монография / Ю.Е. Воскобойников, Н.Г. Преображенский, А.И. Седельников. Н.: Наука, Сибирское отделение, 1984.-239 с.

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