Научный отдел
Механика

Влияние геометрической формы надреза на релаксацию остаточных напряжений в поверхностно упрочненном цилиндре при термоэкспозиции

В. П. Радченко, В. Е. Глебов

Самарский государственный технический университет, Россия, 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244

Аннотация: Предложен метод расчета релаксации остаточных напряжений при высокотемпературной ползучести после опережающего поверхностного пластического деформирования сплошного цилиндра с надрезами квадратного и V-образного профилей. Выполнена серия параметрических расчетов для цилиндрических образцов из сплава ЭИ698 длиной $20$ мм и радиусом $3.76$ мм при различных геометрических параметрах надрезов: глубине $\{0.1; 0.3\}$ мм для квадратного надреза и глубине $\{0.1; 0.3\}$ мм при углах раскрытия $\{1^\circ, 5^\circ, 15^\circ\}$ для V-образного надреза. Установлено, что расчет полей остаточных напряжений после нанесения надрезов на упрочненный цилиндрический образец требует применения упругопластической постановки задачи. При моделировании релаксации остаточных напряжений при температуре $700^\circ$C в течение $100$ ч. использовался закон установившейся ползучести. Проведен параметрический анализ влияния геометрических характеристик надрезов на процесс релаксации напряжений. Результаты показывают, что после полного цикла нагружения «упрочняющая обработка при $20^\circ$C  — температурная нагрузка (нагрев) до $700^\circ$C  — ползучесть в течение $100$ ч. при $700^\circ$C  — температурная разгрузка (охлаждение) до $20^\circ$C», несмотря на релаксацию, сохраняются значительные величины сжимающих остаточных напряжений, что подтверждает эффективность поверхностного пластического упрочнения для деталей с исследуемыми типами надрезов в условиях высокотемпературной ползучести.

Ключевые слова: сплошной цилиндр, поверхностное пластическое упрочнение, надрезы квадратной и V-образной геометрической формы, остаточные напряжения, термоэкспозиция, высокотемпературная ползучесть, релаксация напряжений.

УДК: 539.376:621.787

Поступила в редакцию: 15.10.2024
Исправленный вариант: 20.11.2024

DOI: 10.18500/1816-9791-2025-25-3-391-405