Влияние поверхностного пластического упрочнения на геометрические параметры круговых концентраторов напряжений в пластинах

Abstract

Разработана методика изучения влияния упрочняющей обработки на форму концентраторов напряжений в виде сквозных круговых отверстий в пластинах после процедуры поверхностно-пластического деформирования. Рассмотрены две модельных задачи: - определение геометрической конфигурации кругового концентратора напряжения, вырезанного в прямоугольной пластине, подвергшейся опережающему поверхностно-пластическому деформированию; - определение геометрической конфигурации кругового концентратора напряжения в круговой цилиндрической пластине, поверхность которого подверглась поверхностно-пластическому деформированию. Приведены феноменологические методы восстановления полей остаточных напряжений и пластических деформаций в пластинах после процедуры упрочнения. Краевые задачи реконструкции напряженно-деформированного состояния сведены к корректным задачам фиктивной термоупругости. На модельных расчетах для прямоугольной пластины из сплава ЭП742 и круговой цилиндрической пластины из сплава ЭИ698 проиллюстрирована адекватность предлагаемых подходов. Получены профили образующих концентраторов напряжений плит. В случае опережающего поверхностного пластического деформирования верхней грани квадратной шарнирно опертой пластины толщиной 10 мм максимальное смещение образующей относительно первоначальной конфигурации составило около 4 мкм. Показано, что с уменьшением толщины пластины максимальное смещение образующей убывает. В случае упрочнения поверхности кругового концентратора напряжений цилиндрической пластины максимальное смещение образующей концентратора напряжений составило около 1.4 мкм для пластин, опертых шарнирно и с жесткой заделкой боковой грани. Показано, что с уменьшением радиуса отверстия смещение образующей возрастает.