Оцінка пластичності поверхневого шару металу при обкочуванні деталей циліндричної форми кулькою

Анотація

В статті виконано дослідження особливостей процесу пластичної деформації поверхневого шару деталей циліндричної форми при обкочуванні кулькою. Визначено напружено-деформований стан та закономірності його зміни в залежності від параметрів процесу в поверхневому шарі деталі методом ліній ковзання та методом скінченних елементів.
Переважна більшість деталей вузлів механізмів і машин працюють у контакті з відповідними деталями, а саме: різні пари тертя, вали, ролики, шестерні або інструменти, корпуси виробів, бойки тощо. Специфічні вимоги до цих деталей обумовлені особливостями експлуатації останніх. Крім того, поверхня деталей за певних умов повинна мати високу зносостійкість і низький коефіцієнт тертя (антифрикційні деталі) або високий коефіцієнт тертя (деталі фрикціонів), або самозмінюваний у процесі наклепки поверхневий шар, а інколи вся поверхня повинна мати певну пористість і «пітніти» у процесі експлуатації.
Метод ліній ковзання можна віднести до традиційних методів розв’язання задач теорії пластичності. Цим методом розв’язуються задачі, в яких рівняння рівноваги і пластичності створюють замкнену систему диференціальних рівнянь гіперболічного типу. Тому цей метод можна використовувати при розв’язанні плоских задач, і тільки в окремих випадках для розв’язання осесиметричних задач. Розв’язки які можуть бути отримані безпосередньо із знання будь-якої області ліній ковзання, називаються прямими. Коли інформації про форму початкових ліній ковзання недостатньо, то використовують обернені та напівобернені методи.
Здійснено чисельне дослідження закономірностей накопичення пошкоджень, проведено розрахунки накопиченої деформації, показника напруженого стану, розподілів використаного ресурсу пластичності по об’єму пластичної зони при обкочуванні кулькою в середовищі спеціалізованого програмного комплексу.
На основі проведених в статті досліджень можуть бути розроблені рекомендації з вибору режимів обробки, що забезпечать найбільш раціональні параметри стану поверхневого шару деталей типу тіл обертання.