CC BY
59
№ 3 (31), 2014
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
УДК 621.787:539.319
В. Ф. Павлов, В. С. Вакулюк,
В. П. Сазанов, В. Б. Иванов, Н. Н. Микушев
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛА ВЫНОСЛИВОСТИ ПОВЕРХНОСТНО УПРОЧНЕННЫХ СПЛОШНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ИЗ СТАЛИ 45 ПО ОСТАТОЧНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ ОБРАЗЦА-СВИДЕТЕЛЯ
Аннотация.
Актуальность и цели. Выявление связи между остаточными напряжениями образца-свидетеля и пределом выносливости упрочненной одновременно детали является весьма актуальной задачей, решение которой позволит значительно сократить дорогостоящие и долговременные испытания на усталость.
Материалы и методы. Для достижения поставленной цели в исследовании была изучена возможность использования образцов-свидетелей в виде втулок диаметром 51,5^45 мм при прогнозировании приращения предела выносливости сплошных образцов из стали 45 различного диаметра (10-50 мм) с круговыми надрезами полукруглого профиля радиуса 0,3 мм, подвергнутых гидродробеструйной обработке.
Результаты. По результатам экспериментального измерения остаточных напряжений образцов-свидетелей определялись первоначальные деформации, по которым рассчитывались остаточные напряжения в гладких образцах, а затем в образцах с надрезами, нанесенными на них после поверхностного упрочнения.
Выводы. С использованием критерия среднеинтегральных остаточных напряжений установлено, что расчетные значения приращений пределов выносливости при изгибе в случае симметричного цикла упрочненных образцов с надрезами отличаются от экспериментальных не более чем на 16 %. Полученный результат указывает на то, что для прогнозирования предела выносливости упрочненных гидродробеструйной обработкой деталей из стали 45 диаметром 10-50 мм можно использовать образцы-свидетели и критерий среднеинтегральных остаточных напряжений.
Ключевые слова: гидродробеструйная обработка, образец-свидетель, остаточные напряжения, первоначальные деформации, образцы с надрезами, предел выносливости.
V. F. Pavlov, V. S. Vakulyuk, V. P. Sazanov, V. B. Ivanov, N. N. Mikushev
ENDURANCE LIMIT FORECASTING FOR SURFACE HARDENED
SOLID CYLINDRICAL SPECIMENS MADE OF STEEL 45
USING RESIDUAL STRESS OF REFERENCE SPECIMEN
Abstract.
Background. The discovery of connection between residual stresses of a reference specimen and the endurance limit of a simultaneously hardened part is an extremely topical task; its solution will make it possible to reduce expensive and prolonged fatigue tests.
Materials and methods. To achieve the set task, the authors examined the possibility of using reference specimens, having a bush form with the diameter of
Engineering sciences. Machine science and building
149
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
51,5x45 mm, in forecasting of the endurance limit of solid specimens made of steel 45 of various diameters (10-50 mm) with circular cuts of 0,3 mm radius and subject to hydro blasting treatment.
Results. According to experimental measuring of residual stresses of reference specimens the authors determined initial deformations, which were used to calculate residual stresses in smooth specimens and then in specimens with cuts made after surface hardening.
Conclusions. Using the average integral residual stresses criterion it is established that the calculated values of endurance limits increments under bending in case of a symmetric cycle of hardened specimens with cuts differ from the experimental ones less than 16 %. This result shows that reference specimens and the average integral residual stresses criterion can be used for endurance limit prediction for the parts made of steel 45 with the diameters 10-50 mm, hardened by hydro blasting treatment.
Key words: hydroblasting, reference specimen, residual stresses, initial deformations, specimens with cuts, endurance limit.
Для повышения сопротивления усталости деталей машин в настоящее время широкое применение на практике нашли различные методы упрочнения поверхностным пластическим деформированием (ППД). После обработки ППД в тонком поверхностном слое деталей наводятся сжимающие остаточные напряжения, изменяется структура и увеличивается твердость материала. Многочисленными исследованиями [1-8] установлено, что основную роль в повышении характеристик сопротивления усталости поверхностно упрочненных деталей играют сжимающие остаточные напряжения.
Для оценки влияния ППД на предел выносливости поверхностно упрочненных деталей используются обычно два критерия: осевые остаточные
напряжения на поверхности опасного сечения детали [9-13] и средне-
интегральные остаточные напряжения оост [4, 14, 15], вычисленные по толщине поверхностного слоя опасного сечения детали, равной критической глубине ^распространяющейся трещины усталости. Проведенные эксперименты [2-4, 6] показывают, что наиболее точно связь между приращением предела выносливости упрочненных деталей и остаточными напряжениями отражает критерий среднеинтегральных остаточных напряжений оост, предложенный в работе [1], так как этот критерий учитывает влияние на сопротивление усталости не только величины, но и характера распределения остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя опасного сечения детали.
Оценка влияния поверхностного упрочнения на приращение предела выносливости детали Дс_1 при изгибе в случае симметричного цикла с использованием критерия оост производится по следующей зависимости:
ДО_1 =^0|°ост| , (1)
где - коэффициент влияния поверхностного упрочнения на предел выносливости по критерию оост,
о z ©
= _ f -OzA
"п ілДч2
d £ ;
(2)
150
University proceedings. Volga region
№ 3 (31), 2014
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
oz (^) - осевые остаточные напряжения в опасном сечении детали по толщине поверхностного слоя y ; ^ = уДКр - расстояние от поверхности опасного сечения детали до текущего слоя, выраженное в долях 'кр ; 'кр - критическая глубина ^распространяющейся трещины усталости, возникающей в опасном сечении упрочненной детали при работе на пределе выносливости (рис. 1).
Рис. 1. Цилиндрический образец и ^распространяющаяся трещина усталости
Из формул (1) и (2) видно, что для определения расчетным путем приращения предела выносливости Дс_і необходимо знать коэффициент влияния поверхностного упрочнения на предел выносливости, а также распределение осевых oz остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя опасного сечения детали, равной критической глубине 'кр нераспространяющейся трещины усталости.
На основании многочисленных экспериментальных данных для образцов и деталей с различными концентраторами напряжений в работах [16, 17] было установлено, что коэффициент зависит только от степени концентрации напряжений и вычисляется по следующей формуле:
ус = 0,612 _ 0,081ао, (3)
где ас - теоретический коэффициент концентрации напряжений.
Из приведенных в исследованиях [2-4, 6] результатов испытаний на усталость поверхностно упрочненных образцов и деталей следует, что критическая глубина ^распространяющейся трещины усталости не зависит от вида поверхностного упрочнения, материала, типа и размеров концентратора, величины сжимающих остаточных напряжений, типа деформации, асимметрии цикла напряжений и определяется только размерами опасного поперечного сечения. Для сплошных цилиндрических образцов и деталей зависимость для ґкр имеет следующий вид [2, 6]:
'кр = 0,0216^, (4)
где D - диаметр опасного сечения образца или детали (рис. 1).
Для вычисления приращения предела выносливости Дс_1 поверхностно упрочненной детали по формуле (1) необходимо знать достаточно точное распределение остаточных напряжений по толщине упрочненного поверх-
Engineering sciences. Machine science and building
151
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
ностного слоя, которое можно получить только на образцах, вырезанных из обработанной ППД детали.
Экспериментальные исследования показывают, что характер распределения остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя опасного сечения оказывает существенное влияние на предел выносливости упрочненных деталей, особенно в условиях концентрации напряжений [1-8, 12-15]. В связи с этим при экспериментальном измерении остаточных напряжений наилучшими являются такие методы, которые позволяют определять их распределение по толщине упрочненного поверхностного слоя.
В настоящее время известно достаточно большое количество методов измерения остаточных деформаций и напряжений. В зависимости от способов воздействия на исследуемые деталь или образец их разделяют на механические и физические методы. Механические методы основаны на принципе упругой разгрузки детали или образца при последовательном удалении поверхностных слоев с остаточными напряжениями. Измерив деформации, возникающие после разгрузки, по формулам теории упругости вычисляются остаточные напряжения. К механическим методам относятся метод полосок, метод колец и полосок, метод обтачивания или растачивания, метод снятия части поверхности, метод отверстий, метод канавок, метод коротких столбиков и ряд других методов. Физические методы основаны на измерении изменений физических свойств материалов в зависимости от степени упругого деформирования. В отличие от механических, физические методы не связаны с обязательным разрушением деталей и образцов, однако необходимо отметить, что достаточно точное распределение остаточных напряжений по толщине упрочненного поверхностного слоя можно получить только лишь с помощью механических методов.
Сохранить исследуемую деталь и получить распределение остаточных напряжений по толщине упрочненного поверхностного слоя в любом ее сечении позволяет расчетно-экспериментальный метод с использованием об-разцов-свидетелей и современных расчетных комплексов, реализующих метод конечных элементов в форме перемещений, причем при определении остаточных напряжений в этом случае разрушению подвергается только образец-свидетель. На практике образцы-свидетели традиционно используются для контроля качества упрочнения деталей различными методами поверхностного пластического деформирования. Образец-свидетель, имеющий определенные размеры и форму, проходит весь технологический цикл упрочняющей обработки вместе со штатной деталью.
В основе расчетно-экспериментального метода определения остаточных напряжений лежит известная гипотеза о том, что обрабатываемые совместно деталь и образец-свидетель при ППД получают одинаковые первоначальные деформации. Однако во всех случаях практического применения эта гипотеза требует проведения тщательной экспериментальной и расчетной проверки. Именно с этой целью были проанализированы результаты испытаний на усталость и экспериментального определения остаточных напряжений по толщине упрочненного поверхностного слоя нескольких партий сплошных цилиндрических образцов из стали 45 диаметром в гладкой части D = 10 мм, D = 15 мм, D = 25 мм и D = 50 мм (рис. 1) [6]. Исследуемая сталь 45 имела следующие механические характеристики: св = 710 МПа, с02 = 422 МПа, 5 = 19,7%, у = 41,4%, Sk = 1079 МПа.
152
University proceedings. Volga region
№ 3 (31), 2014
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
Все образцы перед испытаниями подвергались гидродробеструйной обработке (ГДО) стальной дробью диаметром 2 мм при давлении масла 0,28 МПа в течение 8 мин. В качестве образца-свидетеля при проведении исследований вышеуказанных партий образцов использовалась втулка с наружным диаметром 51,5 мм и внутренним диаметром 45 мм, в которой определялись остаточные напряжения по толщине упрочненного поверхностного слоя методом колец и полосок [18].
Расчетная часть исследований выполнялась методом конечноэлементного моделирования с использованием комплекса PATRAN/ NASTRAN. Конечно-элементные модели гладких образцов в осесимметричной постановке представляли собой четверть сечения цилиндра с наложением соответствующих граничных условий. Для моделирования использовался плоский треугольный элемент типа 2D-Solid с шестью узлами. Моделирование остаточных напряжений по толщине упрочненного поверхностного слоя гладких образцов было выполнено методом термоупругости [19-24].
При проведении расчетов были приняты следующие допущения:
- все исследуемые образцы и образец-свидетель (втулка) при упрочнении получали одинаковые первоначальные деформации;
- первоначальные деформации являлись изотропными;
- деформации сдвига малы и при определении первоначальных деформаций они не учитывались.
Расчеты проводились в следующей последовательности:
- определение первоначальных деформаций в образце-свидетеле (втулке) с наружным 51,5 мм и внутренним 45 мм диаметрами;
- расчет распределения остаточных напряжений в гладких образцах различного диаметра по полученным значениям первоначальных деформаций образца-свидетеля (втулки);
- сравнение расчетных распределений остаточных напряжений в гладких образцах различного диаметра с экспериментальными распределениями.
При определении первоначальных деформаций в конечно-элементной модели образца-свидетеля в качестве исходных данных использовалось экспериментальное распределение осевых cz остаточных напряжений по толщине а упрочненного поверхностного слоя втулки (рис. 2), полученное методом колец и полосок.
Рис. 2. Распределение осевых oz остаточных напряжений в образце-свидетеле (втулка диаметром 51,5*45 мм) после ГДО
Engineering sciences. Machine science and building
153
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Следующий этап расчета выполнялся на конечно-элементных моделях исследуемых гладких образцов различного диаметра по первоначальным деформациям образца-свидетеля (втулки). При оценке приращения предела выносливости поверхностно упрочненных деталей определяющими являются осевые cz остаточные напряжения, поэтому сравнение расчетных и экспериментальных распределений остаточных напряжений для исследуемых гладких образцов выполнялось по осевой компоненте. На рис. 3 приведены экспериментальные [6] и расчетные распределения осевых oz остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя а для исследуемых гладких образцов различного диаметра.
Рис. 3. Распределение осевых az остаточных напряжений после ГДО, определенных экспериментальным (1) и расчетным (2) методами в гладких образцах диаметром: а - D = 10 мм; б - D = 15 мм; в - D = 25 мм; г - D = 50 мм
154
University proceedings. Volga region
№ 3 (31), 2014 Технические науки. Машиностроение и машиноведение
Рис. 3. Окончание
Из приведенных на рис. 3 данных видно, что расчетные распределения осевых cz остаточных напряжений в гладких образцах незначительно отличаются от экспериментальных - по максимальным сжимающим остаточным напряжениям различие не превышает 6 % (образец диаметром 50 мм). Этот результат указывает на то, что в сплошных цилиндрических деталях из стали 45 диаметром 10-50 мм остаточные напряжения после гидродробеструйной обработки можно определять расчетным методом по первоначальным деформациям образца-свидетеля, упрочненного одновременно с гладкими образцами.
Полученные расчетным методом распределения осевых остаточных напряжений после гидродробеструйной обработки в гладких образцах диаметром D = 10 мм, D = 15 мм, D = 25 мм и D = 50 мм использовались для расчета распределения остаточных напряжений в образцах с круговыми надрезами полукруглого профиля радиуса R = 0,3 мм, нанесенными на гладкие образцы после упрочнения ГДО, т.е. после опережающего поверхностного пластического деформирования. Остаточные напряжения в образцах с надрезами определялись как сумма дополнительных напряжений, возникающих за счет перераспределения остаточных усилий гладких образцов при нанесении надрезов, и остаточных напряжений гладких образцов. Дополнительные остаточные напряжения рассчитывались двумя методами: аналитическим [25] и численным с использованием программного комплекса PATRAN/NASTRAN [21]. Необходимо отметить, что остаточные напряжения в образцах с надрезами, определенные двумя методами, были практически одинаковыми. На рис. 4 приведены экспериментальные [6] и расчетные эпюры осевых oz остаточных напряжений по толщине а поверхностного слоя
опасного сечения образцов с надрезами после опережающего поверхностного пластического деформирования. Можно видеть, что распределения сжимающих остаточных напряжений, полученные по экспериментальным и расчетным эпюрам гладких образцов, отличаются по наибольшим значениям не более 5 % (рис. 4,а: D = 10 мм).
Значения критерия среднеинтегральных остаточных напряжений сост вычислялись по формуле (2) по толщине поверхностного слоя опасного сечения образцов с надрезами, равной критической глубине 1кр нераспространяющейся трещины усталости. При расчете критерия сост использовались распределения осевых oz остаточных напряжений в образцах с надрезами
Engineering sciences. Machine science and building
155
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
R = 0,3 мм, приведенные на рис. 4. Критическая глубина tKp нераспространяющейся трещины усталости определялась по зависимости (4). Значения критерия оост и глубины трещины tgp содержатся в табл. 1.
Рис. 4. Распределение осевых о z остаточных напряжений в образцах с надрезами R = 0,3 мм, вычисленных по экспериментальным (1) и по расчетным (2) данным:
а - D = 10 мм; б - D = 15 мм; в - D = 25 мм; г - D = 50 мм
156
University proceedings. Volga region
№ 3 (31), 2014
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
Из данных табл. 1 видно, что, несмотря на увеличение осевых az сжимающих остаточных напряжений в надрезанных образцах, с увеличением их диаметра среднеинтегральные остаточные напряжения аост уменьшаются. Эта закономерность объясняется тем, что с увеличением диаметра опасного сечения образца увеличивается критическая глубина 1кр нераспространяющейся трещины усталости и это влечет за собой, в соответствии с формулой (2), уменьшение критерия Оост .
Таблица 1
Результаты расчетного и экспериментального определения пределов выносливости образцов с надрезами
D, мм D^ мм ^кр , мм аост , МПа аа Va (Ла_1)расч , МПа (Ла_1)эксп , МПа Расхождение, %
10 9,4 0,203 -211 2,7 0,393 82,9 70 16
15 14,4 0,311 -162 2,8 0,385 62,4 57,5 8
25 24,4 0,453 -116 2,9 0,377 43,7 42,5 3
50 49,4 1,067 -68 3,1 0,361 24,6 25 2
Значения коэффициента Vo влияния поверхностного упрочнения на предел выносливости по критерию аост рассчитывались по формуле (3). При этом величина теоретического коэффициента концентрации напряжений ас образцов с надрезами определялась по данным справочника [26]. Коэффициенты ас и ус представлены в табл. 1.
После вычисления критерия аост и коэффициента ус по формуле (1) рассчитывались расчетные значения приращений пределов выносливости (Ла_1 )расч упрочненных гидродробеструйной обработкой образцов с надрезами радиуса R = 0,3 мм (табл. 1) и сравнивались с экспериментальными значениями (Лс_1 )эксп, приведенными в работе [6].
Из данных табл. 1 видно, что расхождение между расчетными и экспериментальными значениями приращений пределов выносливости за счет ГДО не превышает 16 %. Следовательно, используя результаты определения остаточных напряжений в образцах-свидетелях, возможно прогнозировать предел выносливости поверхностно упрочненных деталей из стали 45 различного диаметра (10-50 мм) в условиях концентрации напряжений с достаточной для многоцикловой усталости точностью. Кроме того, использование образцов-свидетелей позволит назначать наиболее оптимальные, по сопротивлению усталости, режимы и методы поверхностного пластического деформирования деталей сложной формы, что приведет к значительному сокращению длительных и дорогостоящих испытаний на усталость.
Выводы
1. Апробированный в исследовании метод расчета остаточных напряжений в сплошных цилиндрических образцах диаметром 10-50 мм из стали 45 после гидродробеструйной обработки по первоначальным деформациям об-разца-свидетеля показал, что расхождение между расчетными и эксперимен-
Engineering sciences. Machine science and building
157
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
тальными значениями остаточных напряжений в гладких образцах не превышает 6 %, в образцах с надрезами - 5 %.
2. При оценке влияния поверхностного упрочнения гидродробеструйной обработкой на сопротивление усталости при изгибе в случае симметричного цикла сплошных цилиндрических образцов из стали 45 с надрезами установлено, что использование рассчитанных по первоначальным деформациям образца-свидетеля распределений остаточных напряжений позволяет прогнозировать приращение предела выносливости образцов в условиях концентрации напряжений с точностью до 16 %.
3. Проведенные расчетно-экспериментальные исследования показали, что применение образцов-свидетелей позволит назначать оптимальные по сопротивлению многоцикловой усталости режимы и методы поверхностного пластического деформирования деталей сложной формы без проведения испытаний на усталость натурных деталей. Поэтому предлагаемый в настоящем исследовании метод прогнозирования предела выносливости поверхностно упрочненных деталей по остаточным напряжениям образца-свидетеля приведет к существенному сокращению длительных и дорогостоящих испытаний на многоцикловую усталость.
4. Для прогнозирования предела выносливости поверхностно упроч-
ненной детали с концентраторами напряжений вначале необходимо определить первоначальные деформации образца-свидетеля, обработанного одновременно с упрочняемой деталью. По первоначальным деформациям образ-ца-свидетеля производится расчет остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя опасного сечения детали. Критическая глубина 1кр нераспространяющейся трещины усталости вычисляется по формуле (4), критерий среднеинтегральных остаточных напряжений сост - по формуле (2), коэффициент влияния упрочнения на предел выносливости - по зависимости
(3). После определения значений критерия сост и коэффициента по фор-
муле (1) рассчитывается приращение предела выносливости Дс_і поверхностно упрочненной детали с концентратором напряжений.
Список литературы
1. 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.
2. Павлов, В. Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сообщение I. Сплошные детали / В. Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. -1988. - № 8. - С. 22-26.
3. 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.
4. Иванов, С. И. Технологические остаточные напряжения и сопротивление усталости авиационных резьбовых деталей / С. И. Иванов, В. Ф. Павлов, Г. В. Коновалов, Б. В. Минин. - М. : Отраслевая библиотека «Технический прогресс и повышение квалификации» МАП, 1992. - 192 с.
5. Радченко, В. П. Методика расчета предела выносливости упрочненных цилиндрических образцов с концентраторами напряжений при температурных вы-
158
University proceedings. Volga region
№ 3 (31), 2014
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
держках в условиях ползучести / В. П. Радченко, О. С. Афанасьева // Вестник СамГТУ. Сер. Физ.-мат. науки. - 2009. - № 2 (19). - С. 264-268.
6. Павлов, В. Ф. Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно упрочненных деталей по остаточным напряжениям / В. Ф. Павлов, В. А. Кирпи-чев, В. С. Вакулюк. - Самара : Изд-во СНЦ РАН, 2012. - 125 с.
7. Вакулюк, В. С. Сопротивление усталости детали в зависимости от толщины упрочненного слоя при опережающем поверхностном пластическом деформировании / В. С. Вакулюк // Вестник СГАУ. - 2012. - № 3 (34). - С. 172-176.
8. Кирпичев, В. А. Остаточные напряжения и сопротивление усталости образцов с V-образными надрезами из стали ВНС40 / В. А. Кирпичев, М. Н. Саушкин,
B. П. Сазанов, О. Ю. Семенова // Вестник СГАУ. - 2012. - № 5 (36), ч. 1. -
C. 95-99.
9. Кравченко, Б. А. Обработка и выносливость высокопрочных материалов / Б. А. Кравченко, К. Ф. Митряев. - Куйбышев : Куйбышевское книжное издательство, 1968. - 131 с.
10. Серенсен, С. В. К вопросу об оценке сопротивления усталости поверхностно упрочненных образцов с учетом кинетики остаточной напряженности / С. В. Се-ренсен, С. П. Борисов, Н. А. Бородин // Проблемы прочности. - 1969. - № 2. -
С. 3-7.
11. Туровский, М. Л. Концентрация напряжений в поверхностном слое цементированной стали / М. Л. Туровский, Н. М. Шифрин // Вестник машиностроения. -
1970. - № 11. - С. 37-40.
12. Иванов, С. И. Влияние остаточных напряжений и наклепа на усталостную прочность / С. И. Иванов, В. Ф. Павлов // Проблемы прочности. - 1976. - № 5. -
С. 25-27.
13. Иванов, С . И. Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости при кручении в условиях концентрации напряжений / С. И. Иванов, В. Ф. Павлов,
A. А. Прохоров // Проблемы прочности. - 1988. - № 5. - С. 31-33.
14. Павлов, В. Ф. Связь остаточных напряжений и предела выносливости при кручении в условиях концентрации напряжений / В. Ф. Павлов, А. А. Прохоров // Проблемы прочности. - 1991. - № 5. - С. 43-46.
15. Кирпичев, В . А . Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно упрочненных гладких деталей / В. А. Кирпичев, А. С. Букатый, А. В. Чирков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. -
2012. - № 3 (23). - С. 102-107.
16. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочненных деталей при различной степени концентрации напряжений / В. А. Кирпичев, А. П. Филатов,
О. В. Каранаева, А. В. Чирков, О. Ю. Семенова // Прочность материалов и элементов конструкций : тр. Межд. науч.-техн. конф. - Киев : ИПП им. Г. С. Писаренко НАНУ, 2011. - С. 678-685.
17. Кирпичев, В. А. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочненных деталей при различной степени концентрации напряжений /
B. А. Кирпичев, А. С. Букатый, А. П. Филатов, А. В. Чирков // Вестник УГАТУ. -
2011. - Т. 15, № 4 (44). - С. 81-85.
18. 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.
19. Биргер, И. А. Остаточные напряжения / И. А. Биргер. - М. : Машгиз, 1963. -232 с.
20. Стружанов, В. В. Об остаточных напряжениях после прокатки и расслоении двухслойных полос / В. В. Стружанов // Вестник СамГТУ. Сер. Физ.-мат. науки.
2010. - № 5 (21). - С. 55-63.
Engineering sciences. Machine science and building
159
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
21. Сазанов, В. П. Моделирование перераспределения остаточных напряжений в упрочненных цилиндрических образцах при опережающем поверхностном пластическом деформировании / В. П. Сазанов, А. В. Чирков, В. А. Самойлов, Ю. С. Ларионова // Вестник СГАУ. - 2011. - № 3 (27), ч. 3. - С. 171-174.
22. Павлов, В. Ф. Расчет остаточных напряжений в деталях с концентраторами напряжений по первоначальным деформациям / В. Ф. Павлов, А. К. Столяров,
В. С. Вакулюк, В. А. Кирпичев. - Самара : Изд-во СНЦ РАН, 2008. - 124 с.
23. Вакулюк, В. С. Исследование влияния толщины упрочненного слоя на остаточные напряжения во впадине концентратора методом первоначальных деформаций / В. С. Вакулюк // Вестник СамГТУ. Сер. Физ.-мат. науки. - 2010. -№ 1 (20). - С. 222-225.
24. Саушкин, М. Н. Метод расчета полей остаточных напряжений и пластических деформаций в цилиндрических образцах с учетом анизотропии поверхностного упрочнения / М. Н. Саушкин, В. П. Радченко, В. Ф. Павлов // Прикладная механика и техническая физика. - 2011. - Т. 52, № 2. - С. 173-182.
25. Иванов, С. И. Влияние остаточных напряжений на выносливость образцов с надрезом / С. И. Иванов, М. П. Шатунов, В. Ф. Павлов // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций : межвуз. сб. - Куйбышев : Изд-во КуАИ, 1974. -Вып. 3. - С. 88-95.
26. Петерсон, Р. Е. Коэффициенты концентрации напряжений / Р. Е. Петерсон. -М. : Мир, 1977. - 304 с.
References
1. Pavlov V. F. Izvestiya vuzov. Mashinostroenie [University proceedings. Mechanical engineering]. 1986, no. 8, pp. 29-32.
2. Pavlov V. F. Izvestiya vuzov. Mashinostroenie [University proceedings. Mechanical engineering]. 1988, no. 8, pp. 22-26.
3. Pavlov V. F. Izvestiya vuzov. Mashinostroenie [University proceedings. Mechanical engineering]. 1988, no. 12, pp. 37-40.
4. Ivanov S. I., Pavlov V. F., Konovalov G. V., Minin B. V. Tekhnologicheskie ostato-chnye napryazheniya i soprotivlenie ustalosti aviatsionnykh rez’bovykh detaley [Technological residual stresses and fatigue resistance of aircraft thread pieces]. Moscow: Ot-raslevaya biblioteka «Tekhnicheskiy progress i povyshenie kvalifikatsii» MAP, 1992, 192 p.
5. Radchenko V. P., Afanas'eva O. S. Vestnik SamGTU. Ser. Fiz.-mat. nauki [Bulletin of SamSTU. Series: Physical and mathematical sciences]. 2009, no. 2 (19), pp. 264-268.
6. Pavlov V. F., Kirpichev V. A., Vakulyuk V. S. Prognozirovanie soprotivleniya ustalosti poverkhnostno uprochnennykh detaley po ostatochnym napryazheniyam [Forecasting fatigue resistance of parts with hardened surface using residual stresses]. Samara: Izd-vo SNTs RAN, 2012, 125 p.
7. Vakulyuk V. S. VestnikSGAU [Bulletin of SSAU]. 2012, no. 3 (34), pp. 172-176.
8. Kirpichev V. A., Saushkin M. N., Sazanov V. P., Semenova O. Yu. Vestnik SGAU [Bulletin of SSAU]. 2012, no. 5 (36), part 1, pp. 95-99.
9. Kravchenko B. A., Mitryaev K. F. Obrabotka i vynoslivost’ vysokoprochnykh materi-alov [Treatment and endurance of high-strength materials]. Kuybyshev: Kuyby-shevskoe knizhnoe izdatel'stvo, 1968, 131 p.
10. Serensen S. V., Borisov S. P., Borodin N. A. Problemy prochnosti [Problems of strength]. 1969, no. 2, pp. 3-7.
11. Turovskiy M. L., Shifrin N. M. Vestnik mashinostroeniya [Bulletin of mechanical engineering]. 1970, no. 11, pp. 37-40.
12. Ivanov S. I., Pavlov V. F. Problemy prochnosti [Problems of strength]. 1976, no. 5, pp. 25-27.
160
University proceedings. Volga region
№ 3 (31), 2014
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
13. Ivanov S. I., Pavlov V. F., Prokhorov A. A. Problemy prochnosti [Problems of strength]. 1988, no. 5, pp. 31-33.
14. Pavlov V. F., Prokhorov A. A. Problemy prochnosti [Problems of strength]. 1991, no. 5, pp. 43-46.
15. Kirpichev V.A., Bukatyy A. S., Chirkov A. V. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Tekhnicheskie nauki [University proceedings. Volga region. Engineering sciences]. 2012, no. 3 (23), pp. 102-107.
16. Kirpichev V. A., Filatov A. P., Karanaeva O. V., Chirkov A. V., Semenova O. Yu. Prochnost’ materialov i elementov konstruktsiy: tr. Mezhd. nauch.-tekhn. konf. [Strength of materials and structural elements: proceedings of the International scientific and technical conference]. Kiev: IPP im. G. S. Pisarenko NANU, 2011, pp. 678685.
17. Kirpichev V. A., Bukatyy A. S., Filatov A. P., Chirkov A. V. Vestnik UGATU [Bulletin of USATU]. 2011, vol. 15, no. 4 (44), pp. 81-85.
18. Ivanov S. I. Ostatochnye napryazheniya [Residual stress]. Kuybyshev: KuAI, 1971, iss. 53, pp. 32-42.
19. Birger I. A. Ostatochnye napryazheniya [Residual stress]. Moscow: Mashgiz, 1963, 232 p.
20. Struzhanov V. V. Vestnik SamGTU. Ser. Fiz.-mat. nauki [Bulletin of SamSTU. Series: Physical and mathematical sciences]. 2010, no. 5 (21), pp. 55-63.
21. Sazanov V. P., Chirkov A. V., Samoylov V. A., Larionova Yu. S. Vestnik SGAU [Bulletin of SSAU]. 2011, no. 3 (27), part 3, pp. 171-174.
22. Pavlov V. F., Stolyarov A. K., Vakulyuk V. S., Kirpichev V. A. Raschet ostatochnykh napryazheniy v detalyakh s kontsentratorami napryazheniy po pervonachal’nym defor-matsiyam [Calculation of residual stress in parts with stress concentrators using initial deformations]. Samara: Izd-vo SNTs RAN, 2008, 124 p.
23. Vakulyuk V. S. Vestnik SamGTU. Ser. Fiz.-mat. nauki [Vulletin of Sam STU. Series: Physical and mathematical sciences]. 2010, no. 1 (20), pp. 222-225.
24. Saushkin M. N., Radchenko V. P., Pavlov V. F. Prikladnaya mekhanika i tekhnich-eskayafizika [Applied mechanics and technical physics]. 2011, vol. 52, no. 2, pp. 173-
182.
25. Ivanov S. I., Shatunov M. P., Pavlov V. F. Voprosyprochnosti elementov aviatsionnykh konstruktsiy: mezhvuz. sb. [Problems of aircraft structural elements’ strength: international collection]. Kuybyshev: Izd-vo KuAI, 1974, iss. 3, pp. 88-95.
26. Peterson R. E. Koeffitsienty kontsentratsii napryazheniy [Stress concentration coefficients]. Moscow: Mir, 1977, 304 p.
Павлов Валентин Федорович
доктор технических наук, профессор, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34)
E-mail: [email protected]
Pavlov Valentin Fedorovich
Doctor of engineering sciences, professor,
Samara State Aerospace University
named after academician S. P. Korolev,
National Research University
(34 Moscow highway, Samara, Russia)
Engineering sciences. Machine science and building
161
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Вакулюк Владимир Степанович
кандидат технических наук, доцент, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34)
E-mail: [email protected]
Сазанов Вячеслав Петрович
кандидат технических наук, доцент, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика
С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34)
E-mail: [email protected]
Иванов Всеволод Борисович кандидат технических наук, доцент, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34)
E-mail: [email protected]
Микушев Николай Николаевич аспирант, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Национальный исследовательский университет (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34)
E-mail: [email protected]
Vakulyuk Vladimir Stepanovich
Candidate of engineering sciences, associate professor, Samara State Aerospace University named after academician
S. P. Korolev, National Research University (34 Moscow highway, Samara, Russia)
Sazanov Vyacheslav Petrovich Candidate of engineering sciences, associate professor, Samara State Aerospace University named after academician
S. P. Korolev, National Research University (34 Moscow highway, Samara, Russia)
Ivanov Vsevolod Borisovich
Candidate of engineering sciences, associate professor, Samara State Aerospace University named after academician
S. P. Korolev, National Research University (34 Moscow highway, Samara, Russia)
Mikushev Nikolay Nikolaevich Postgraduate student, Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolev, National Research University (34 Moscow highway, Samara, Russia)
УДК 621.787:539.319
Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочненных сплошных цилиндрических образцов из стали 45 по остаточным напряжениям образца-свидетеля / В. Ф. Павлов, В. С. Вакулюк, В. П. Сазанов, В. Б. Иванов, Н. Н. Микушев // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2014. - № 3 (31). - С. 149-162.
162
University proceedings. Volga region
