III Всероссийская конференция
"Деформирование и разрушение структурно-
неоднородных сред и конструкций",
посвященная 100-летию со дня рождения
академика Ю.Н. Работнова

Смыслов В.А.  

Влияние температурных нагрузок на остаточные напряжения в поверхностно упрочнённом слое цилиндрического изделия

Процедура поверхностного пластического деформирования (ППД) – один из способов упрочнения изделия. В частности, повышение, например, сопротивления усталости обусловлено главным образом сжимающими остаточными напряжениями (ОН) в поверхностном слое, которые препятствуют выходу различного рода дислокаций и вакансий.
В работе рассматриваются сплошные и полые цилиндрические образцы, ко-торые подвергаются термоэкспозиции (температурной нагрузке) после упрочнения. Решается задача расчёта полей ОН и деформаций в упрочнённом слое для случаев изотропного и анизотропного упрочнений. Для оценки термоупругого скачка деформаций и напряжений использовался подход, позволяющий свести эту задачу к задаче фиктивной ползучести (типа старения) и применить известные методики решения задачи о релаксации остаточных напряжений вследствие ползучести. Разработано соответствующее математическое и программное обеспечение. Выполнены обстоятельные вариативные расчёты для сплошных и полых цилиндрических образцов из различных материалов (ЭИ691, 30ХГСА, 12Х18Н10Т и другие), упрочнённых различными технологическими способами (алмазное выглаживание, гидродробеструйная обработка, обработка роликом и другие).
Анализ расчётных данных показал, что вследствие температурного нагрева от нормальной (комнатной) температуры до достаточно высоких температур (600 ÷800°С), которые соответствуют рабочим температурам многих деталей, например, газотурбинных двигателей, происходит существенное перераспределение ОН в упрочнённом слое (до 30÷40 %). Выполнена частичная проверка полученных расчётных данных экспериментальным данным.