Доклады о будущих и современных технологиях

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ПОСЛЕ УПРОЧНЕНИЯ МЕТОДАМИ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

В. Э. Костичев, А. С. Букатый Научный руководитель - А. С. Букатый, канд. техн. наук, ст. преподаватель Ярославский государственный технический университет

Для обеспечения надежности и долговечности деталей маШиН в на­стоящее время широко применяются различные методы упрочнения по­верхностным пластическим деформированием (ППД). Однако, наряду с повышением предела выносливости, остаточные напряжения (ОН), возни­кающие в упрочнённом поверхностном слое деталей, приводят к техноло­гическим остаточным деформациям (ТОД), которые зачастую превышают установленные технологические допуски. В связи с этим исследование ме­тодов и режимов упрочнения, обеспечивающих требуемый уровень преде­ла выносливости при соблюдении ТОД деталей в пределах допуска, явля­ется актуальной производственной задачей.

Коленчатый вал двигателя ЯМЗ 238 является ответственной деталью, упрочняемой методом накатки галтелей коренных и шатунных шеек роли­ком. Особенностью данного метода упрочнения является большая глубина упрочнённого поверхностного слоя и высокий градиент ОН.

В основе исследования методов упрочняющей обработки лежит моде­лирование напряжённо-деформированного состояния (НДС) деталей, учи­тывающее воздействие ОН, залегающих в поверхностном слое. Создание модели коленчатого вала осуществлялось в системе конечно-элементного анализа ANSYS. Деталь была выполнена в виде объёмов с отдельно выде­ленным поверхностным слоем (рисунок), позволяющим моделировать не­обходимый градиент ОН. Полученная расчётная модель позволяет иссле­довать НДС коленчатого вала в концентраторах напряжений с учетом залегающих ОН в по­верхностном слое, а также осуществлять расчётное про­гнозирование возможных ТОД от различных уровней ОН, со­ответствующих применяе-мым на производстве методам и режимам упрочняющей обра­ботки.

Модель коленчатого вала