Научные труды

ВЛИЯНИЕ РАСТЯЖЕНИЯ ЗАГОТОВОК НА УРОВЕНЬ ТЕРМИЧЕСКИХ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

IMPACT OF EXTENSION BLANKS LEVEL OF THERMAL RESIDUAL STRESS

УДК: 621.78:519.6 DOI: 10.18101/ 978-5-9793-0898-2-172-174

В статье показано влияние остаточных напряжений на геометрические параметры маложестких деталей, входящих в конструкцию планера самолета, которые в свою очередь оказывают влияние на летно- технические показатели летательных аппаратов. Так же рассмотрены и проанализированы способы определения остаточных напряжений. Проведенный анализ позволяет сделать вывод о необходимости разработки расчетного метода определения остаточных напряжений, который опирается на математическую модель формирования остаточных напряжений и деформаций, возникающих при термической обработке с последующим растяжением. В работе приведена численная модель формирования напряжений и деформаций, возникающих из-за неравномерного охлаждения, в процессе термической обработки заготовки. Учитывая ряд обстоятельств, осложняющих расчет остаточных напряжений, принято решения использовать численные методы и автоматизированные системы инженерного анализа (CAE). Приведены результаты расчета остаточных напряжений, полученные при использовании конечноэлементного комплекса MSC Nastran. Проанализированы рас- четные и экспериментальные значения термических остаточных напряжений, сделаны выводы о достоверности полученных расчетов.

The article describes and analyzes methods for determining the thermal resi- dual stress. Based on the analysis, it formed a conclusion about the necessity of a settlement method of determining residual stresses, which is based on a mathematical model of the formation of residual stresses and strains that oc- cur during heat treatment. The paper provides a mathematical model of the stresses and strains that arise due to uneven cooling during the heat treatment of the work piece. Taking into account a number of factors that complicate the calculation of residual stresses, decided to use the numerical methods and automation systems engineering analysis (CAE). The results of calcula- tion of residual stresses obtained by using the finite set of MSC Nastran. We analyzed the calculated and experimental values of thermal residual stress, conclusions about the validity of the calculations.

остаточные термические напряжения, метод конечных элементов, термическая обработка, маложесткие детали, алюминиевые сплавы.

residual thermal stresses, finite element method, heat treatment, low-hard details, aluminum alloys.

1. Лившиц А. В. Прогнозирование локальных остаточных деформаций при проектировании технологического процесса изготовления маложестких деталей: дисс. … канд. техн. наук. Иркутск, 1999. 185 с.

2. Лившиц А.В., Александров А.А. Прогнозирование температурного поля для определения остаточных напряжений возникающих при термообработке алюминиевых сплавов // Наука и образование. 2014. №7.

3. Александров А.А., Лившиц А.В., Рудых А.В. Расчет термических остаточных напряжений в заготовках из алюминиевых сплавов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016. №1(49)

4. MSC Nastran. MD Nastran 2006 Release Guide [Текст] // MSC Soft- ware, 2006 — P.276.

5. Биргер И.А. Остаточные напряжения. — М.: Государственное науч- но-техническое издательство машиностроительной литературы, 1963. — 233 с.

6. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. — М.: Мир, 1979. — 392 с.

7. Шимановский А.О. Применение метода конечных элементов в ре- шении задач прикладной механики / А.О. Шимановский, А.В. Путято., — М-во образования Респ. Беларусь, Беларус. гос. университет трансп. — Гомель: БелГУТ, 2008. — 61 с.

8. MSCNastran — Расчет и оптимизация конструкций [Электронный курс] / Режим доступа: http://www.mscsoftware.ru/products/msc-nastran

9. Вишняков Д.В., Пискарев В.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. — М.: Машиностроение, 1992. — №4, с. 6-9.

10. Исаев А.И. Влияние технологических факторов на остаточные напряжения в поверхностном слое при точении конструкционных сталей. — М.: Машгиз, 1957. — 189 с.

11. Кочетов Н.Н., Панов Б.И., Румянцев Ю.С. Оптимизация технологических параметров производства деталей летательных аппаратов с минимальным короблением // Авиационная промышленность. — 1992. — №11-12, с. 16-19.

12. Замащиков Ю.И., Каргапольцев С.К. Экспресс-метод определения остаточных напряжений в закаленных плитах // Повышение эффективно- сти тех. процессов механической обработки: Сборник / ИПИ. — Иркутск,1990. с. 90-96.

13. Замащиков Ю.И., Промптов А.И., Ботвенко С.И., Каргапольцев С.К. А.С. Способ определения закалочных остаточных напряжений. — №1643928 от 22.12.90. — 5 с.

14. Константинов Л.С., Трухов А.П. Напряжения, деформации и трещины в отливках. — М.: Машиностроение, 1981. — 199 с.

15. Абрамов В.В. Остаточные напряжения и деформации в металлах. — М.: Машиностроение, 1963. — 355 с.