Релаксация остаточных напряжений в поверхностно упрочненном вращающемся цилиндре в условиях ползучести

Abstract

Разработана методика расчета релаксации остаточных напряжений в консольно закрепленном вращающемся цилиндре после процедуры поверхностно-пластического деформирования в условиях ползучести, учитывающая влияние ступенчатого изменения параметров температурно-силового нагружения (разгрузки). Задача моделирует напряженно-деформированное состояние поверхностно упрочненного цилиндра (стержня), торцевое сечение которого жестко закреплено на диске, вращающегося с постоянной угловой скоростью. Методика включает метод реконструкции полей остаточных напряжений и пластических деформаций и метод расчета релаксации остаточных напряжений в процессе ползучести вращающегося цилиндрического стержня. Поскольку вызванные вращением растягивающие напряжения по длине стержня не изменяются во времени, в каждом поперечном сечении решается задача о релаксации остаточных напряжений для растягиваемого стержня при постоянном напряжении. Выполнено детальное численное исследование влияния количества оборотов на скорость релаксации остаточных напряжений для упрочненного дробью цилиндрического образца радиусом 3.76 мм из сплава ЭИ698 при температуре 700 $^\circ$C. Анализ результатов расчетов позволил установить нетривиальный эффект, заключающийся в том, что релаксация остаточных напряжений в сечениях, находящихся под действием осевых растягивающих напряжений вследствие вращения, происходит менее интенсивно, чем в «хвостовом» сечении, где осевая нагрузка от вращения равна нулю. Полученные в работе результаты могут быть полезными при оценке эффективности поверхностно-пластического упрочнения деталей в условиях высокотемпературной ползучести.