МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ В СОСТАВЕ СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ С УЧЕТОМ ИХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАКАЛКИ
##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Аннотация
Рассмотрены характерные особенности остаточных напряжений при индукционной закалке, установлены вызывающие их причины. Построена математическая модель, описывающая остаточные напряжения I рода в стальных деталях. Полученное математическое описание позволяет осуществлять моделирование процесса с учетом термических и обусловленных различием удельного объема фаз деформаций, а также индуцированной фазовыми превращениями пластичности. Модель адаптирована к интеграции с тепловым расчетом и расчетом фазовых превращений, включает в себя возможность непосредственного учета зависимости механических свойств материала от температуры. Представлен алгоритм компьютерной реализации модели и конечно-элементная формулировка для случая осевой симметрии и общей трехмерной геометрии. Рассмотрена методика сквозного моделирования напряженно-деформированного состояния деталей в составе сборочных единиц с учетом остаточных напряжений, возникших при их закалке. Представлены результаты моделирования.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Библиографические ссылки
Withers, P.J. Residual Stress. Part 1: Measurement techniques / P.J. Withers, H.K.D.H. Bhadeshia // Materials Science and Technology. – 2001. – Vol. 17. – P. 355–365.
Кундас, С.П. Совместное решение электромагнитной и тепловой задач при моделировании индукционного нагрева / С.П. Кундас, Д.Г. Иванов, И.А. Гишкелюк // Изв. Белорус. инж. акад. – 2005. – № 1(19)/2. – С. 51–53.
Semiatin, S.L. Induction Heat Treatment of Steel / S.L. Semiatin, D.E. Stutz. – Ohio: American Society for Metals, 1986. – 308 р.
Комплексная математическая модель индукционной закалки осесимметричных деталей с учетом напряженно-деформированного состояния и фазовых превращений / В.Б. Демидович [и др.] // Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий: сб. тр. конф. – Екатеринбург, 2006. – С. 149–153.
Hearn, E.J. Mechanics of materials. An introduction to the mechanics of elastic and plastic deformation of solid and structural materials / E.J. Hearn. – Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997. – Vol. 2. – 597 c.
Термическая обработка в машиностроении: справочник / под ред. Ю.М. Лахтина, А.Г. Рахштадта. – М.: Машиностроение, 1980. – 783 c.
Withers, P.J. Residual stress. Part 2. Nature and origins / P.J. Withers, H.K.D.H. Bhadeshia // Materials Science and Technology. – 2001. – Vol. 17. – P. 366–374.
Lakhdar, T. New investigations on transformation induced plasticity and its interaction with classical plasticity / T. Lakhdar, S. Petit-Grostabussiat // International journal of plasticity. – 2006. – Vol. 22. – P. 110–130.
Murthy, Y.V.L.N. Numerical simulation of welding and quenching processes using transient thermal and thermo-elasto-plastic formulations / Y.V.L.N. Murthy, Rao G. Venkata, Iyer P. Krishna // Computers & Structures. – 1996. – Vol. 60. – P. 131–154.
Mathematical model of phase transformations and elasto-plastic stress in the water spray quenching of steel bar / Y. Nagasaka [et al.] // Metallurgical and Materials Transactions. – 1993. – Vol. 24A. – P. 795–808.
Моделирование напряженно-деформированного состояния стальных деталей при закалке / С.П. Кундас [и др.] // Деформация и разрушение материалов. – 2005. – № 5. – С. 37–47.
Leblond, J.B. Mathematical modeling of transformation plasticity in steels II. Coupling with strain hardening phenomena / J.B. Leblond // International journal of plasticity. – 1989. – № 5. – С. 573–591.
Seong-Hoon, K. Three-dimensional thermo-elastic-plastic finite element modeling of quenching process of plain-carbon steel in couple with phase transformation / K. Seong-Hoon, I. Young-Taek // International journal of mechanical sciences. – 2007. – Vol. 49. – P. 423–439.
Plasticity of Metals: Experiments, Models, Computation / Ed. by E. Steck [et al.]. – Berlin: Wiley-VCH Verlag GmbH, 2001. – 398 p.
Zienkiewicz, O.C. The Finite Element Method / O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor. – 5th Edition. – Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000. – Vol. I: The Basis. – 708 p.
Математическое моделирование индукционной закалки с применением метода конечных элементов / С.П. Кундас [и др.] // Актуальные проблемы теории и практики индукционного нагрева: сб. тр. – СПб.: ООО ВНИИТВЧ-ЭСТЭЛ-2005. – С. 292–299.
Leblond, J.B. A theoretical and numerical approach to the plastic behavior of steels during phase transformations: II. Study of classical plasticity for ideal plastic phases / J.B. Leblond, G. Mottet, J.C. Devaux // Journal of the mechanics and physics of solids. – 1986. – Vol. 34. – P. 411–432.
Leblond, J.B. A theoretical and numerical approach to the plastic behaviour of steels during phase transformations: I. Derivation of general relations / J.B. Leblond, G. Mottet, J.C. Devaux // Journal of the mechanics and physics of solids. – 1986. – Vol. 34. – P. 395–409.
Petit-Grostabussiat, S. Experimental results on classical plasticity of steels subjected to structural transormations / S. Petit-Grostabussiat, L. Taleb, J-F. Jullien // International journal of plasticity. – 2004. – Vol. 20. – P. 1371–1386.
Кундас, С.П. Компьютерное моделирование процессов термической обработки сталей / С.П. Кундас. – Минск: Бестпринт, 2005. – 313 с.
Моделирование закалки шестерен главной пары автомобилей МАЗ / А.В. Лемзиков [и др.] // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка: материалы докл. 10-й междунар. науч.-техн. конф., г. Минск, 12–14 сент. 2012 г. – Минск, 2012. – С. 273–275.