Математическое моделирование при определении остаточных напряжений

Исследуется изменение геометрических параметров алюминиевой плиты при снятии поверхностных слоев материала с двух сторон рассматриваемой заготовки при условии, что сжимающие и растягивающие остаточные напряжения находятся в равновесии. Это позволяет использовать гипотезу о тождестве площадей эпюр рассматриваемых напряжений. Предложен нестандартный подход к определению остаточных напряжений при различных вариантах толщины снятия поверхностного слоя с исследуемой заготовки с учетом изменения эпюры остаточных напряжений. При изменении толщины алюминиевой плиты учитывается трансформация вида эпюры остаточных напряжений. Основой предложенного подхода являются известные теоретические положения о виде эпюры остаточных напряжений и стандартный интегральный математический аппарат, позволяющий построить математическую модель изменения площадей эпюр в зависимости от толщины снятия поверхностного слоя исследуемой алюминиевой плиты. Используется гипотеза о равенстве площадей сжимающих и растягивающих остаточных напряжений. Это позволяет исследовать изменение геометрии исследуемой заготовки с учетом корректировки параметров. Полученные результаты дают возможность уточнить известные теоретические положения об изменении эпюры остаточных напряжений после механической обработке исследуемых заготовок из алюминиевых сплавов.

Ключевые слова

интегральные преобразования; математическое моделирование; остаточные напряжения; алюминиевые заготовки.

Литература

1. Биргер, И.А. Остаточные напряжения / И.А. Биргер. - М.: МАШГИЗ, 1963.
2. Житников, Ю.З. Автоматизация производственных процессов в машиностроении / Ю.З. Житников, Б.Ю. Житников, А.Г. Схиртладзе. - Старый Оскол: ООО ТНТ, 2011.
3. Каргапольцев, С.К. Остаточные деформации при фрезеровании маложестких деталей с подкреплением / С.К. Каргапольцев. - Иркутск: Иркутский "Дом печати", 1999.
4. Промптов, А.И. Формирование общих подходов к управлению качеством поверхности при механической обработке / А.И. Промптов // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2005. - Т. 22, № 2. - С. 98-101.
5. Тайц, В.Г. Технология машиностроения и производство подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин / В.Г. Тайц, В.И. Гуляев. - М.: Академия, 2007.
6. Каргапольцев, С.К. Современные технологии диагностики остаточных напряжений / С.К. Каргапольцев, А.К. Мозалевская // Системы. Методы. Технологии. - 2024. - Т. 63, № 3. - С. 15-25.
7. Каргапольцев, С.К. Способы определения термических остаточных напряжений в заготовках типа плит из алюминиевых сплавов / С.К. Каргапольцев, А.К. Мозалевская // Системы. Методы. Технологии. - 2023. - Т. 60, № 4. - С. 27-32.
8. Rossini, N.S. Methods of Measuring Residual Stresses in Components / N.S. Rossini, M. Dassisti, K.Y. Benyounis, A.G. Olabi // Materials and Design. - 2012. - V. 35, № 1. - P. 572-588.
9. Каргапольцев, С.К. К вопросу оценки наличия остаточных напряжений на алюминиевых плитах / С.К. Каргапольцев, В.Е. Гозбенко, Р.С. Большаков // Системы. Методы. Технологии. - 2023. - Т. 59, № 3. - С. 52-58.
10. Weili Cheng. Residual Stress Measurement and the Slitting Method / Weili Cheng, Iain Finie. - New York: Springer Mechanical Engineering Series, 2006.
11. Hauk, V. Structural and Residual Stress Analysis by Nondestructive Methods: Evaluation, Application, Assessment / V. Hauk. - Amsterdam: Elsevier, 1997.
12. Jiang Guo. Recent Progress of Residual Stress Measurement Methods / Jiang Guo, Haiyang Fu, Bo Pan, Renke Kang // Chinese Journal of Aeronautics. - 2021. - V. 34, № 2. - P. 54-78.
13. Mahmoudi, A.H. A New Procedure to Measure Near Yield Residual Stresses Using the Deep Hole Drilling Technique / A.H. Mahmoudi, S. Hossain, C.E. Truman, D.J. Smith, M.J. Pavier // Experimental Mechanics. - 2009. - V. 49, № 4. - P. 595-604.
14. Pisarev, V.S. Residual Stress Determination by Optical Interferometric Measurements of Hole Diameter Increments / V.S. Pisarev, I.N. Odintsev, S.I. Eleonsky, A.A. Apalkov // Optics and Lasers in Engineering. - 2018. - V. 110, № 1. - P. 437-456.
15. Rustichelli, F. Methods of Measuring Residual Stresses in Components / F. Rustichelli, J.J. Skrzypek // Materials and Design. - 2012. - V. 35, № 1. - P. 572-588.
16. Rustichelli, F. Innovative Technological Materials. Structural Properties by Neutron Scattering, Synchrotron Radiation and Modeling / F. Rustichelli, J.J. Skrzypek. - London, New York: Springer, 2010.