Виникнення залишкових напружень у металі - один із ефектів дії на нього високоенергетичних видів обробки. За умов електроіскрової та лазерної обробки превалюючим фактором, який впливає на формування залишкових напружень, є температурний. Високі швидкості нагріву та охолодження металу в зоні оплавлення обумовлюють появу термічних напружень, спричинених різницею коефіцієнтів термічного розширення металу. Комбінована електроіскрова та лазерна обробка викликає в поверхневих шарах кращий напружений стан, ніж кожна обробка окремо. Величина, знак і закономірність розподілу залишкових напружень суттєво впливають на експлуатаційні властивості деталей машин.

Запропонована математична модель скачкоподібної деформації в умовах глибокого охолодження, що базується на врахуванні локалізованого адіабатичного тепловиділення, інерційних властивостей та накопиченої пружної енергії системи силонавантаження. Модель дозволяє якісно описати кінетику переривчастої течії металу і кількісно оцінити параметри стрибка деформації, що задовільно узгоджується з відомими експериментальними даними та адекватно відображає механічну поведінку матеріалу в залежності від умов навантаження і деформування. Розглянуто вплив різних чинників на можливість придушення ефекту механічної нестабільності металів, що без сумніву має практичний інтерес.

Зазначено, що на поверхні зливка після витягання його з виливниці та охолодження на повітрі утворюється неоднорідне поле напружень з протилежними знаками. Сферична донна частина зливка має напруження розтягу, грані - переважно напруження стиску. Знаки напружень по висоті зливка змінюються з плюса на мінус поблизу роз'єму між виливницею та фігурним піддоном. Максимальні стискальні напруження утворюються на рівні двох третин висоти зливка.

Указано, что на поверхности слитка после извлечения его из изложницы и охлаждения на воздухе образуется неоднородное поле напряжений с противоположными знаками. Сферическая донная часть слитка имеет напряжения растяжения, грани - преимущественно напряжения сжатия. Знаки напряжений по высоте слитка изменяются с плюса на минус вблизи разъема между изложницей и фигурным поддоном. Максимальные сжимающие напряжения образуются на уровне двух третей высоты слитка.

The nonuniform field with opposite signs is formed on the ingot surface after its extractiоn from the mold and air cooling. Spherical ingot bottom has tensile stress with the sides of compression stress. Stress signs according the ingot height changes from plus to minus at the split between mold and figured casting bottom. The maximum compression stresses are formed at the 2/3 of the ingot height.

Выведена формула для расчета среднего нормального напряжения, которая учитывает закономерность распределения скоростей скольжения металла по дуге контакта. Несоответствие расчетной скорости скольжения от действительной может дать ошибку в пределах 6 - 13 %.

Отмечено, что электрогидроимпульсная обработка расплава позволяет увеличить степень рафинирования расплава от неметаллических включений, предотвращает образование крупных неметаллических включений в отливке, а также повышает дисперсность перлита, увеличивает ударную вязкость и предел прочности на разрыв.

Отмечено, что математическая модель процессов массопереноса при внепечной дегазации жидкого металла продувкой инертным газом построена в виде интегрального уравнения, в котором искомой функцией является длительность процесса обработки, необходимая для достижения заданной глубины дегазации расплава в зависимости от интенсивности продувки и других параметров технологического процесса. Рассмотрены аспекты ресурсо-энергосбережения этих процессов.

З використанням методу математичного моделювання досліджено умови зародження тріщин стосовно безперервнолитих блюмових заготівок, що відливаються на Дніпровському металургійному комбінаті. Встановлено, що розподіл термонапруг у кірці злитка не носить рівномірного характеру. Визначено місця ймовірного тріщиноутворення. Доведено переваги нової технології розливання.

Індекс рубрикатора НБУВ: К205

Рубрики:

Напруження в металах і сплавах. Внутрішні (залишкові) напруження

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены методика и некоторые результаты экспериментального исследования релаксации напряжений сдвига, вызванной действием импульса электрического тока высокой плотности. Установлено существенное влияние нетеплового эффекта действия тока на кинетику деформации при сдвиге. Показано, что скорость деформации металла при сдвиге в период действия импульса электрического тока определяется коэффициентом вязкости аналогично неупругому деформированию с повышенной скоростью.

Рассмотрены вопросы применимости принципа Д'Аламбера для описания пластической деформации в терминах современных представлений физики металлов. В качестве точек взаимодействия между частями образца или элементами его структуры предложено считать концентраторы напряжений. Определена зависимость действующего их количества от скорости деформации, а также указаны особенности изменения скорости роста напряжений в их вершинах от количества и мощности концентраторов. В рамках принципа Д'Аламбера процесс пластической деформации представлен в виде двух развивающихся явлений - роста напряжений в вершинах концентраторов на микроуровне в процессе выбора наиболее слабого сечения образца и их релаксации при потере в нем механической устойчивости на макроуровне. Указана определяющая роль количества концентраторов и их мощности в формировании механических свойств.

Запропоновано варіант теорії мікродеформації, що враховує всі три інваріанти тензора напружень в описі непружного деформування матеріалу. Побудовано та реалізовано у вигляді програми для ПЕОМ неявну схему інтегрування рівнянь теорії мікродеформації, що дозволяє розв'язувати задачу знаходження траєкторії деформування по заданій довільній траєкторії навантаження (і навпаки). Розроблено ряд рекомендацій щодо вибору базових експериментів для знаходження параметрів матеріалу, що визначають вплив виду напруженого стану на непружну поведінку матеріалу. Сформульовано та застосовано до реальних матеріалів, які проявляють надпружну поведінку, модифікований варіант теорії мікродеформації, що враховує мартенситне перетворення. Узагальнено базовий та модифікований варіанти даної теорії на випадок одночасної дії двох механізмів непружної деформації - ковзання та двійникування.

Разработана методика построения сетки линий скольжения при плоской деформации по экспериментально найденным граничным условиям с учетом непостоянства сопротивления деформации.

Приведены результаты экспериментальной оценки влияния импульсного электромагнитного поля на релаксацию растягивающих напряжений в образцах с концентратором в виде отверстия. Показано, что импульсное электромагнитное поле вызывает локальную неупругую деформацию металла в области концентратора, которая существенно зависит как от параметров импульсного поля, так и размеров концентратора, определяющих соотношение теплового и нетеплового эффектов тока.

Изложены результаты исследований остаточного напряженного состояния двутавровых балок после его регулирования методом локального термического воздействия. Экспериментальные исследования выполнялись разрушающим методом. В местах определения деформаций на подготовленную поверхность наклеивались тензорезисторы симметрично от линии реза как на внутренней, так и на наружной поверхностях профилей. Далее производилась разрезка балки, съем промежуточных и конечных результатов.

Розроблено математичну модель розряду зарядженого конденсатора на електродну систему, що використовується в системах оперативного неруйнівного визначення залишкових напружень. Вона дозволяє визначити розподіл струму розтікання в системі, силову дію електрода на поверхню зразка, що досліджується, розподіл джерел тепла в системі, що викликано струмом.

Предложен экспериментально-расчетный метод построения эпюр распределения остаточных напряжений по глубине поверхностного слоя металлов и сплавов, основанный на использовании двух и более рентгеновских трубок с различным материалом анода. Проведена апробация предложенного способа на сплавах титана ВТ3-1 после упрочняющей обработки стальными шариками в магнитном поле.

Представлены результаты конечно-элементного моделирования статических испытаний на растяжение кольцевого и плоского образцов. Сформулированы корректные условия проведения моделирования для кольцевого образца, вырезанного из стальной трубы. Для обоих типов образцов получены зависимости напряжений в металле от величины перемещения захватов разрывной машины. Дана общая оценка причин различий в значениях напряжений при испытаниях. Установлено, что на уровень напряжений при испытании кольцевого образца существенное влияние оказывают трение на контакте инструмента и образца, а также внешние зоны.

Індекс рубрикатора НБУВ: К205-1 с

Рубрики:

Напруження в металах і сплавах. Внутрішні (залишкові) напруження

Шифр НБУВ: Ж24432 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Разработана электродная система для введения импульсов тока высокой плотности в исследуемый материал для локальной релаксации остаточных напряжений. Разработан новый неразрушающий метод определения остаточных напряжений на основе использования созданной электродной системы совместно с методом электронной спекл-интерферометрии. Применение импульсного электрического тока при повышенных энергетических параметрах применялось для регулирования напряженного состояния сварных конструкций. Представлены результаты практического применения разработанных технологий и оборудования.

Розглянуто дослідження впливу характеристик параметрів процесу осадки на схему напружено-деформованого стану заготовок зі сталей та сплавів за допомогою математичного моделювання.