МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИ МЕХАНІЧНІЙ ОБРОБЦІ ВИРОБІВ ІЗ СТРУКТУРНО НЕОДНОРІДНИХ МАТЕРІАЛІВ
DOI:
https://doi.org/10.32782/KNTU2618-0340/2020.3.2-1.26Ключові слова:
моделювання, структурно неоднорідні матеріали, механічна обробка, термомеханічні процеси, дефектоутворення, критерійАнотація
Розглядаються термомеханічні явища, що супроводжують обробку виробів із структурно неоднорідних матеріалів. Наявність у поверхневому шарі оброблюваних виробів концентраторів напружень у вигляді різного роду неоднорідностей спадкового походження, привнесених у процесі отримання заготовки і наступних видів механічної обробки є основними показниками несучої здатності робочих поверхонь. Відсутність досліджень впливу неоднорідностей, сформованих в поверхневому шарі виробів у процесі механічної обробки, на їхні функціональні властивості та, зокрема, на несучу здатність або зносостійкість, визначає актуальність побудови математичної моделі дефектоутворення при фізико-технічній обробці елементів конструкцій з використанням критеріїв механіки руйнування. Розроблено чисельно-аналітичну модель для визначення термомеханічного стану структурно неоднорідних матеріалів, які містять неоднорідності типу міжфазних тріщин, включень при механічній обробці. На основі цієї моделі визначено функціональні зв'язки критерію тріщиностійкості з керуючими технологічними параметрами для забезпечення якісних характеристик оброблюваних поверхонь виробів. Розроблена модель дозволяє враховувати вплив неоднорідностей технологічного походження (починаючи із заготовки і закінчуючи готовим виробом), які виникають у поверхневому шарі під час виготовлення елементів конструкцій, на його руйнування. Розв’язок сингулярного інтегрального рівняння з ядром Коші дозволяє визначити інтенсивність напружень в околі вершин структурних дефектів, що формуються у поверхневому шарі виробів при їх механічній обробці, і, порівнюючи її з критерієм тріщиностійкості для матеріалу конструктивного елементу, можна визначити стан поверхневого шару. У разі порушення цього критерію дефект розвивається у магістральну тріщину. Моделювання термомеханічних процесів при механічній обробці елементів конструкцій дозволяє одержати критеріальне співвідношення умови зрівноваженого стану дефектів, що виникають у поверхневому шарі виробів залежно від технологічних параметрів.
Посилання
Якимов А. В., Слободяник П. Т., Усов А. В. Теплофизика механической обработки.К.: Наукова думка, 1991. 270 с.
Кормилицина Е. А., Сальковский Ф. М., Усов А. В., Якимов А. В. Причины появления дефектов при шлифовании магнитотвердых сплавов. Технология электротехнического производства. 1982. № 4. С. 1–5.
Григорян Г. Д., Усов А. В., Чапля М. Э. Влияние шлифовочных дефектов на прочность деталей несущей системы. Надежность и долговечность машин и приборов: тезисы докладов II Всесоюзной научно-технической конференции. (г. Куйбышев, сентябрь, 14-17 сентября, 1984). Куйбышев: Ж. Тр. КПИ, 1984. С. 101–106.
Энштин Е. Д., Гуревич Р. И. Влияние величины зерна аустенита на механические свойства хромоникелевых конструкционных сталей. Физика и химия обработки материалов. 1976. №6. С. 99–103.
Бабей Ю. И., Бережницкий М. Ф., Романив О. Н., Крыскив А. С. Влияние механической обработки на трещиностойкость стальных деталей. ФХММ. I978. № 1. С. 37–41.
Романив О. Н., Ткач А. Н., Крыскив А. С. Исследование обратимой отпускной хрупкости сталей методами механики разрушения. ФХММ. 1980. № 2. С. 41−47.
Бурнаков К. К., Мосталыгин Г. П. Причины трещинообразования при шлифовании. Вестник машиностроения. 1975. № 9. С. 60–61.
Анельчик В. Д. Повышение эффективности шлифования деталей с молибденовым покрытием: дис. … канд. техн. наук: 05.02.08 / Одесский политехнический ин-т. Одесса, 1985. 242 с.
Усов А. В. Смешанная задача термоупругости для кусочно-однородных тел с включениями и трещинами. Смешанные задачи механики деформируемого тела: тезисы докладов IV Всесоюзной конференции. (г. Одесса, сентябрь 11-14 сентября, 1996). Одесса: ОГПУ, 1996. С. 116.
Усов А. В. Влияние гетерогенной структуры материалов на трещиностойкость. Технологическое обеспечение функциональных параметров качества поверхностного слоя деталей машин. Сб. трудов БМИ, Брянск, 1987. С. 137–149.
Коваленко А. Д. Основы термоупругости. К.: Наукова думка, 1970. 307 с.
Галицин А. С., Жуковский А. Н. Интегральные преобразования и специальные функции в задачах теплопроводности. К.: Наукова думка, 1976. 320 с.
Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. 640 с.
Усов А. В. О некоторых интегральных уравнениях термоупругости для кусочнооднородных тел с дефектами и включениями. Интегральные уравнения в прикладном моделировании: тезисы докладов III Республиканской конференции. (г. Одесса, сентябрь, 11-14 сентября, 1999). Одесса: ОГПУ, 1996. С. 115–116.
Паркус Г. Неустановившиеся температурные напряжения. М.: Физматгиз, 1963. 252 с.
Мусхелишвили Н. И. Сингулярные интегральные уравнения. М.: Наука, 1968. 512 с.
Панасюк В. В. Метод сингулярных интегральных уравнений в двумерных задачах дифракции. К.: Наук. думка, 1984. 344 с.
Оборский Г. А., Дащенко А. Ф., Усов А. В., Дмитришин Д. В. Моделирование систем: монография. Одесса: Астропринт, 2013. 664 с.
