Аннотация
Исследование закономерностей формирования остаточных напряжений при холодном пластическом деформировании применительно к осесимметричным металлоизделиям. При исследовании остаточных напряжений предложена методика расчета технологических остаточных напряжений, формируемых в процессе пластического деформирования при изготовлении осесимметричных трубных металлоизделий, учитывающая степень пластической деформации, и основные параметры технологического процесса, а также механических свойств обрабатываемого материала. На основе энергетического подхода решена задача определения остаточных напряжений в осесимметричных заготовках в зависимости от основных технологических параметров процесса пластического деформирования. Решения получены в аналитическом виде. В выражения для определения остаточных напряжений входят основные параметры процесса обработки, механические свойства материала и геометрические характеристики изделия. Наличие аналитических соотношений для определения остаточных напряжений позволяет прогнозировать поведение металлоизделий в условиях эксплуатационных нагрузок и предотвращать их разрушение. Напряжения и деформации, возникающие в процессе эксплуатации деталей, изменяются во времени, даже в случае, когда нагрузки остаются постоянными. Оценивается влияние последеформационной релаксации последеформационных остаточных напряжений на геометрические характеристики трубных металлоизделий. Значение величины остаточных напряжений позволяет прогнозировать поведение металлоизделий в условиях эксплуатационных нагрузок и предотвращать их разрушение. Актуальность проблемы определения остаточных напряжений заключается в том, что они могут играть как положительную, так и отрицательную роль в эксплуатационных свойствах металлоизделий в процессе их последующей эксплуатации. Теоретическое определение остаточных напряжений требует решения достаточно сложной связанной задачи термоупругопластичности, необходимости решения задачи механики твердого деформируемого тела, число таких решений применительно к технологическим процессам весьма ограничено как в отечественных изданиях, так и в зарубежных.
Ключевые слова
Технологические остаточные напряжения, осесимметричные металлоизделия, степень пластической деформации, релаксация напряжений, точность трубных металлоизделий.
1. Соколов И.А., Уральский В.И. Остаточные напряжения и качество металлопродукции. М.: Металлургия, 1981. 96 с.
2. Колмогоров Г.Л., Кузнецова Е.В., Тиунов В.В. Технологические остаточные напряжения и их влияние на долговечность и надежность металлоизделий. Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2012. 226 с.
3. Амензаде Ю.А. Теория упругости: учебник для университетов. 3 изд., доп. М.: Высш. шк., 1976. 222 с.
4. Колмогоров Г.Л., Кузнецова Е.В. Технологические остаточные напряжения после обработки металлов давлением // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2016. Т. 16. С. 41–45.
5. Пат. 2276779 Российская Федерация. Способ определения показателя деформативности материала / Г.Л. Колмогоров, Т.Е. Мельникова, Е.В. Кузнецова; заявитель и патентооблаатель Пермский государственный технический университет. Опубл. 20.08.2009. Бюл. №14.
6. Колмогоров Г.Л., Кузнецова Е.В. О степени деформации при осесимметричном деформировании // Изв. вузов. Черная металлургия. 2000. №11.
7. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975.
8. Kachanov L.M. Fundamentals of the theory of plasticity. N.Y. Conrier Daver Publ, 2004.
9. Тепловые процессы при обработке металлов и сплавов давлением: учеб. пособие для вузов / Яловой Н.И., Тыл-кин М.А., Полухин П.И., Васильев Д.И. М.: Высш. шк., 1973.
10. Колмогоров Г.Л., Кузнецова Е.В., Хабарова Д.В. Остаточные напряжения и предельная деформируемость при волочении осесимметричных металлоизделий // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2015. №10. С. 156–161.
11. Пат. 2344912 Российская Федерация. Способ определения остаточных напряжений / Г.Л. Колмогоров, Е.В. Кузнецова // БИ. 2009. № 25; опубл. 10.09.2009.
12. Гольденблат И.И., Копнов В.А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 1968.
13. Экспериментальная механика / Букеткин Б.В., Горбатовский А.А., Кисенко И.Д. и др.; под ред. Вафина Р.К., Нарайкина О.С. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 136 с.
14. Радченко В. П., Саушкин М. Н. Ползучесть и релаксация остаточных напряжений в упрочнённых конструкциях. М.: Машиностроение, 2005. 226 с. ISBN 5–94275–244–3.
15. Борздыка А.М., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Металлургия, 1978. 256 с.