Разработка комплексной методики оценки отклонений формы изделия и его ресурса в зависимости от технологических остаточных напряжений

Авторы

Евдокимов Д. В.^{1, 2*}, Алексенцев А. А.^{1, 2**}, Ахтамьянов Р. М.^{1, 2***}

1. Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия
2. Авиаагрегат, Заводское шоссе, 55, г. Самара, 443009, Россия

*e-mail: dmitry.evd.ssau@gmail.com
**e-mail: artem2000samara@gmail.com
***e-mail: arm102bash@yandex.ru

Аннотация

Статья посвящена разработке комплексной методики оценки отклонений формы изделия и его ресурса в зависимости от остаточных напряжений. Отличительной особенностью методики является возможность для указанной комбинации параметров качества отслеживать влияние каждой технологической операции в отдельности. Также учтено, что остаточные напряжения формируются под воздействием совокупности силового и температурного факторов. Алгоритмы методики позволяют оптимизировать режимы и условия отдельных процессов формообразования с точки зрения качества поверхностного слоя изделий и их ресурса.

Ключевые слова:

ункциональные параметры обработки, технологические остаточные напряжения, ресурс детали, качество поверхностного слоя, геометрическая точность, поверхностное пластическое деформирование

Библиографический список

1. Акимов В.М. Основы надежности газотурбинных двигателей: Учебник. – М.: Эколит, 2016. – 208 с.
2. Филинов Е.П., Безбородова К.В. Анализ конструкции трехконтурных газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 3. С. 159–170. DOI: 10.34759/vst-2021-3-159-170
3. Луковников А.В. Концептуальное проектирование силовых установок летательных аппаратов в многодисциплинарной постановке // Вестник Московского авиационного института. 2008. Т. 15. № 3. С. 34-43.
4. Белов Н.А., Алабин А.Н. Перспективные алюминиевые сплавы с добавками циркония и скандия // Цветные металлы. 2007. № 2. С. 99–106.
5. Скуратов Д.Л., Трусов В.Н. Обработка конструкционных материалов. Ч. 1. Процессы резания и режущие инструменты: Учебное пособие. – Самара: Изд-во СГАУ, 2012. – 196 с.
6. Скуратов Д.Л., Хаймович А.И., Абульханов С.Р. Обработка конструкционных материалов. Ч. 2. Процессы, инструменты и станки: Учебное пособие. – Самара: Изд-во СГАУ, 2018. – 120 с.
7. Evdokimov D.V., Skuratov D.L., Bukatyj A.S. Development of a Finite Element Models and Method for Determining Residual Stresses in the Workpiece after the End Milling Operation // 6th International Conference on Dynamics and Vibroacoustics of Machines (21-23 September 2022; Samara). DOI: 10.1109/DVM55487.2022.9930899
8. Букатый С.А. Общий подход к определению остаточных деформаций деталей после упрочнения поверхностным и объемным пластическим деформированием // Повышение качества деталей машин пластическим деформированием: Сб. тез. докл. республ. науч.-техн. конф. 12–17 сент. – Фрунзе: 1988. С. 88–90.
9. Кравченко Б.А., Круцило В.Г. Механизм формирования остаточных напряжений при свободном резании закаленных сталей // Обработка высокопрочных сталей и сплавов инструментами из сверхтвердых синтетических материалов: Труды КПтИ. Вып. 2. Куйбышев: КПтИ, 1980. С. 91–97.
10. Залога В.А., Криворучко Д.В., Хвостик С.Н. О выборе уравнения состояния обрабатываемого материала для моделирования процесса резания методом конечных элементов // Вестник СумГУ. 2006. № 56. С. 92–101.
11. Захаров А.М. Промышленные сплавы цветных металлов. Фазовый состав и структурные составляющие. – М.: Металлургия, 1980. – 256 с.
12. Kay G. Failure Modeling of Titanium 6Al-4V and 2024-T3 Aluminum With the Johnson-Cook Material Model. - Research report (conclusion), 2002. – 27 p. DOI: 10.2172/15006359
13. Evdokimov D.V., Skuratov D.L., Fedorov D.G. Thermal Fields in the End Milling of VT6 Titanium Alloy with Cooling // Russian Engineering Research. 2015. Vol. 35. No. 10, pp. 773-776. DOI: 10.3103/S1068798X15100093
14. Васькин К.Я. Расчет остаточных напряжений при точении поверхности с износостойкими покрытиями // Вектор науки ТГУ. 2012. № 3(21). С. 60–65.
15. Букатый А.С. Конечно-элементное моделирование и исследование остаточных напряжений и деформаций деталей после дробеструйного упрочнения // Вестник машиностроения. 2016. № 6. С. 58–62.
16. Букатый С.А., Букатый А.С. Энергетический метод определения рациональных режимов упрочнения тонкостенных и маложестких деталей ГТД поверхностным пластическим деформированием // Авиационно-космическая техника и технология. 2009. № 10(67). С. 45–49.
17. Li Y., Gan W., Zhou W., Li D. Review on residual stress and its effects on manufacturing of aluminium alloy structural panels with typical multi-process // Chinese Journal of Aeronautics. 2023. Vol. 36. No. 5, pp. 96-124. DOI: 10.1016/j.cja.2022.07.020
18. Li J.G., Wang S.Q. Distortion caused by residual stresses in machining aeronautical aluminum alloy parts: recent advances // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. Vol. 89. No. 1. pp. 997-1012. DOI:10.1007/s00170-016-9066-6
19. Shvetsov A.N., Skuratov D.L. Influence of Diamond Smoothing on the Surface Layer of a 30ХГСН2А-ВД High-Strength Steel Workpiece // Russian Engineering Research. 2020. Vol. 40. No. 8, pp. 658-662. DOI: 10.3103/S1068798X20080201
20. Швецов А.Н., Скуратов Д.Л. Динамика формирования остаточных напряжений в поверхностном слое деталей из стали 15Х12Н2МВФАБ-Ш // Динамика и виброакустика машин: материалы III Международной научно-технической конференции (29 июня - 01 июля 2016; Самара). – Самара: Изд-во Самарского ун-та, 2016. С. 201–202.