Офицерское училище Военно-Воздушных Сил, Нячанг, Вьетнам¹ ; Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия²

Хыу Хай Нгуен, преподаватель¹, докторант², канд. техн. наук, эл. почта: nquan6799@gmail.com

Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия.

С. А. Зайдес, профессор кафедры материаловедения, сварочных и аддитивных технологий, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: zsa@istu.edu

Представлены результаты конечно-элементного моделирования процесса реверсивного выглаживания для определения компонент тензора временных напряжений и интенсивности временных напряжений в зависимости от основных параметров упрочнения. По результатам экспериментальных исследований определено влияние основных технологических параметров реверсивного выглаживания на величину микротвердости и глубину упрочненного слоя. Установлена корреляционная связь между максимальной величиной компонентов временных напряжений и глубиной их залегания с максимальной микротвердостью и глубиной упрочненного слоя. Результаты регрессионного анализа показали, что величина максимальной микротвердости при реверсивном выглаживании наиболее близко коррелирует с максимальной величиной сжимающих тангенциальных временных напряжений, корреляционная зависимость между ними определяется уравнением: H_max = (2E - 06)(σ^вр_φmax) - 0,3025σ^вр_φmax + 61,335 (коэффициент достоверности аппроксимации R² = 0,9874). Глубина упрочненного слоя коррелирует с максимальной величиной радиальных временных напряжений, корреляционная зависимость между ними определяется уравнением: h = (2E - 06)(σ^вр_rmax)0,0035σ^вр_rmax + 2,3264 (R² = 0,9874). Оценивая представленные уравнения по коэффициентам достоверности аппроксимации, можно с уверенностью сказать о достаточно тесной связи величины микротвердости и глубины упрочненного слоя с параметрами сжимающих временных напряжений глубиной их залега ния. Полученные эмпирические уравнения позволяют по результатам определения максимальнойвеличины компонентов временных сжимающих напряжений и глубины их залегания определить максимальную микротвердость и глубину упрочненного слоя. Таким образом, по результатам моделирования напряженного состояния в очаге деформации можно определить основные характеристики упрочненного слоя без разрушения деталей.

1. Смелянский В. М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. — М. : Машиностроение, 2002. — 300 с.
2. Одинцов Л. Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. — М. : Машиностроение, 1987. — 328 с.
3. Суслов А. Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. — М. : Машиностроение, 2000. — 320 с.
4. Ширяев А. А., Трофимов В. Н., Карманов В. В. Методы пластического поверхностного деформирования как технология управления качеством поверхностного слоя деталей авиа- и машиностроения (обзор) // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации. 2017. Т. 1. С. 296–299.
5. Jong-Hwa Hong, Hyeonil Park, Jinsu Kim, Moo-Young Seok et al. Effect of the residual stress induced by surface severe plastic deformation on the tensile behavior of an aluminum alloy // Journal of Materials Research and Technology. 2023. Vol. 24. P. 7076–7090.
6. Радченко В. П., Саушкин М. Н., Бочкова Т. И. Математическое моделирование и экспериментальное исследование формирования и релаксации остаточных напряжений в плоских образцах из сплава ЭП742 после ультразвукового упрочнения в условиях высокотемпературной ползучести // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2016. № 1. С. 93–112.
7. Швецов А. Н., Скуратов Д. Л. Влияние параметров процесса алмазного выглаживания на качество поверхностного слоя деталей при производстве изделий авиационной техники // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 4. С. 220–231.
8. Лебедев В. А. Структурно-энергетическая модель оценки усталостной прочности деталей, упрочненных методами ППД // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2011. № 4-3(288). С. 36–40.
9. Горбунов А. В., Горбунов В. Ф. Обоснование глубины упрочнения нежестких валов при поверхностной пластической деформации центробежным обкатником // Вестник ИрГТУ. 2012. № 9(68). С. 29–33.
10. Суслов А. Г., Гуров Р. В., Тишевских Е. С. Отделочно-упрочняющаяся обработка поверхностным пластическим деформированием // Упрочняющие технологии и покрытия. 2008. № 9. С. 20–23.
11. Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. — М. : Машиностроение, 1971. — 199 с.

12. Ярославцев В. М. Механика процесса резания пластически деформированных металлов с неоднородными свойствами по толщине срезаемого слоя // Вестник МГТУ. Серия «Машиностроение». 1993. № 4. С. 93–103.
13. Zahra Zaiemyekeh, Haoyang Li, Saman Sayahlatifi, Min Ji et al. Computational finite element modeling of stress-state- and strain-ratedependent failure behavior of ceramics with experimental validation //
Ceramics International. 2023. Vol. 49. Р. 13878–13895.
14. Naresh Subedi, Taku Obara, Susumu Kono. Noncompact and slender concretefilled steel tubes under axial compression: Finite-element modeling and evaluation of stress-strain models for fiber-based analysis // Journal of Constructional Steel Research. 2022. Vol. 196. 107353.
15. Пат. 2758713 РФ. Способ поверхностного пластического деформирования наружных поверхностей тел вращения / Зайдес С. А., Нгуен Хыу Хай ; заявл. 14.01.2021 ; опубл. 01.11.2021, Бюл. № 31.
16. Зайдес С. А., Нгуен Хыу Хай. Влияние реверсивного поверхностного пластического деформирования на изменение зеренной структуры углеродистой стали // Черные металлы. 2023. № 6. С. 61–70.
17. Зайдес С. А., Нгуен Хыу Хай. Механические свойства упрочненного слоя при реверсивном поверхностном пластическом деформировании // Упрочняющие технологии и покрытия. 2023. Т. 19. № 7(223). С. 304–311.
18. Zhihui Liu, Zhihui Li, Qiang Ma. Nonlinear finite element algorithm for solving fully coupled thermomechanical problems under strong aerothermodynamic environment // Acta Astronautica. 2023. Vol. 203. P. 252–267.
19. Anant Prakash Agrawal, Shahazad Ali, Sachin Rathore. Finite element stress analysis for shape optimization of spur gear using ANSYS // Materialstoday: Proceedings. 2022. Vol. 64. P. 1147–1152.
20. Kajal Chourasia, Sharnappa Joladarashi. Modelling, static and dynamic analysis of offset bearing using ANSYS // Materialstoday: Proceedings. 2022. Vol. 66. P. 2124–2132.
21. Зайдес С. А., Нгуен Хыу Хай. Влияние кинематики тороидального инструмента на остаточное напряженно-деформированное состояние поверхностного слоя деталей машин // Известия высших учебных
заведений. Машиностроение. 2022. № 7(748). С. 33–41.
22. Bonte M. H. A., de Boer A., Liebregts R. Determining the von Mises stress power spectral density for frequency domain fatigue analysis including out-of-phase stress components // Journal of Sound and Vibration. 2007. Vol. 302. P. 379–386.
23. Filipe Meirelles Fonseca, Paulo Batista Gonçalves. Nonlinear behavior and instabilities of a hyperelastic von Mises truss // International Journal of Non-Linear Mechanics. 2022. Vol. 142. 103964.
24. Зайдес С. А., Нгуен Хыу Хай. Влияние геометрии инструмента на напряженно-деформированное состояние цилиндрических деталей при реверсивном поверхностном пластическом деформировании // Вестник машиностроения. 2023. Т. 102. № 7. С. 580–585.