Dr Sci. (Eng.), Professor of the Dynamics and Strength of Machine Department
доктор технических наук, профессор кафедры динамики и прочности машин
graduated from Perm National Research Polytechnic University in 2016. Graduate student of the Dynamics and Strength of Machine Department
аспирант кафедры динамики и прочности машин
Introduction. The paper considers the current state in the field of surface plastic deformation, namely the hardening of machine-building parts by shot blasting. Since modern engineering uses improved technological methods and methods for transforming material parts into a state that meets the standards for the operation of products, in the domestic and foreign literature there are many ways to assess the impact of operating conditions on the part life. However, the fundamental underlying theory of this field has not yet been created. The article describes the essence of the process of surface plastic deformation. The types and advantages of shot blasting are also considered. Many readers may wonder: is it possible, after removing the corrosion layer, to strengthen the surface layer of the workpiece? The method of shot blasting copes well with these diverse tasks, allowing to handle parts of complex geometry, as well as parts with hard-to-reach places. The quality of processing allows to apply any coating to the surface of a part without additional preparation and degreasing. Aims. One of the problems is the difficulty of determining the level of residual stresses generated in the process of shot blasting. The significance of the problem lies in the fact that at present there is no exact method for determining residual stresses after shot peening. The purpose of this study is to evaluate the effectiveness of shot peening, i.e. determination of the level of residual stresses generated in the process of shot blasting. The task is to determine the residual stresses during shot blasting by measuring the deformation of the control plate (witness sample) obtained by one-sided bead over a certain period of time. Methods. After processing, the deflection of the control plate is determined. According to the deflection arrow, the residual stresses in the plate are determined. To do this, the N.N. Davidenkov’s method is used, according to which a strip is cut out from the control plate and the layers are removed by etching. When removing the layers, the strip changes the geometry due to a change in the stress state, which makes it possible to determine the distribution of the residual stresses of the plate using the appropriate ratios. The objective of the proposed technique is to simplify the method, reducing the complexity of determining the distribution of residual stresses across the thickness of the control plate, improving the accuracy of determining the residual stresses during shot peening. Conclusions. Thus, based on the positions of the mechanics of plates, the deformed state of the control plate during shot blasting was considered. Finally, an analytical dependence was obtained, allowing estimating the residual stresses in the control plate after shot blasting.
Введение. В работе рассмотрена современная ситуация в области поверхностного пластического деформирования, а именно упрочнение деталей машиностроения дробеструйной обработкой. Поскольку современное машиностроение использует улучшенные технологические способы и методы преобразования материала деталей в состояние, отвечающее нормам эксплуатации изделий, в отечественной и зарубежной литературе предлагается множество способов оценки влияния эксплуатационных условий на ресурс детали. Однако фундаментальная основополагающая теория этой области еще не создана. В статье описана сущность процесса поверхностного пластического деформирования. Рассмотрены виды и преимущества дробеструйной обработки. У многих читателей может возникнуть вопрос: возможно ли, сняв слой коррозии, укрепить поверхностный слой обрабатываемой детали? Метод дробеструйной обработки хорошо справляется с разноплановыми задачами, позволяя обрабатывать детали сложной геометрии, а также детали с труднодоступными местами. Качество обработки позволяет наносить на поверхность детали любое покрытие без дополнительной подготовки и обезжиривания. Цели. Одной из проблем является сложность определения уровня остаточных напряжений, формируемых в процессе дробеструйной обработки. Значимость проблемы заключается в том, что в настоящее время нет точной методики определения остаточных напряжений после дробеструйного упрочнения. Цель данного исследования - оценить эффективность дробеструйного упрочнения, т.е. определить уровень остаточных напряжений, формируемых в процессе дробеструйной обработки. Задача состоит в том, чтобы вычислить остаточные напряжения при дробеструйной обработке путем измерения деформации контрольной пластины (образца-свидетеля), полученной при одностороннем наклепе в течение определенного периода времени. Методы. После обработки определяется стрела прогиба контрольной пластины. По стреле прогиба вычисляются остаточные напряжения в пластине. Для этого используют метод Н.Н. Давиденкова, согласно которому из контрольной пластины вырезают полоску и травлением производят последовательное снятие слоев. При снятии слоев полоска меняет геометрию за счет изменения напряженного состояния, что позволяет с использованием соответствующих соотношений установить распределение остаточных напряжений пластины. Задачей предлагаемой методики является упрощение способа, снижение трудоемкости вычисления распределения остаточных напряжений по толщине контрольной пластинки, повышение точности определения остаточных напряжений при дробеструйном упрочнении. Выводы. На основании положений механики пластин рассмотрено деформированное состояние контрольной пластины при дробеструйной обработке. В итоге получена аналитическая зависимость, позволяющая оценить остаточные напряжения в контрольной пластине после дробеструйной обработки.