Зайдес Семен Азикович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры материаловедения, сварочных и аддитивных технологий
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Semen A. Zaides, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Department of Materials Science, Welding and Additive Technologies
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia
Хо Куан Минь, аспирант
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Quan Minh Ho, Postgraduate Student
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia
Май Нгиа Дик, кандидат технических наук, заместитель декана факультета машиностроения
10000, г. Начянг, Вьетнам
Nghia Duc Mai, Cand. Sci. (Eng.), Deputy Dean of the Mechanical Engineering Faculty
Nha Trang 10000, Viet Nam
Целью данной работы является определение влияния секториального радиуса рабочего инструмента на напряженно-деформированное состояние в очаге упругопластической дефлорации и остаточных напряжений в упрочненной зоне поверхностного слоя цилиндрических деталей. Для достижения поставленной цели использован метод конечных элементов на основе компьютерной программы ANSYS для построения математической модели локального нагружения, позволяющей определить значения временных, остаточных напряжений и деформаций в зависимости от секториального радиуса рабочего инструмента. Представлены результаты моделирования и определения влияния секториального радиуса рабочего инструмента на напряженнодеформированное состояние поверхностного слоя, включая определение временных и остаточных напряжений, глубины пластической зоны. Полученные результаты компьютерного моделирования подтверждают, что при одинаковых условиях нагружения на цилиндрическую поверхность рабочий инструмент с разными секториальными радиусами создает разные значения максимальных временных и остаточных напряжений. При этом в случае воздействия на цилиндрическую заготовку рабочего инструмента с плоской поверхностью формируются минимальные значения временных остаточных напряжений по сравнению с результатами, полученными при упрочнении криволинейным рабочим инструментом. С уменьшением радиуса рабочего сектора увеличиваются значения временных остаточных напряжений в пределах от 2 до 7%. Глубина пластической зоны при изменении секториального радиуса рабочего инструмента находится в интервале 1,65–2,55 мм.
This paper aims to determine the effect of the sector radius of a workpiece-deforming tool on the stress-strain state in the center of elastoplastic deformation and residual stresses in the hardened zone of the surface layer of cylindrical workpieces. A mathematical model of local loading was constructed using the finite element method and AN-SYS software. This model was used to determine the values of temporary and residual stresses and deformations, as well as the depth of plastic zone, depending on the sector radius of the working tool. The simulation results showed that, under the same loading of a cylindrical surface, working tools with different sector radii create different maximum tempo-rary and residual stresses. An assessment of the stress state was carried out for situations when the surface layer of a product is treated by workpiece-deforming tools with a different shape of the working edge. It was shown that, compared to a flat tool, a decrease in the radius of the working sector from 125 to 25 mm leads to an increase in the maximum temporary and residual stresses by 1.2–1.5 times, while the plastic zone depth increases by 1.5–2.4 times. The use of a working tool with a flat surface for hardening a cylindrical workpiece ensures minimal temporary residual stresses, com-pared to those produced by a working tool with a curved surface. A decrease in the radius of the working sector leads to an increase in temporary residual stresses by 2–7%. The plastic zone depth ranges from 1.65 to 2.55 mm when chang-ing the sector radius of the working tool.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.