TY - JOUR

T1 - КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФРИКЦИОННОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАЛКИ ВРАЩАЮЩИМСЯ ИНСТРУМЕНТОМ ПРИ УПРОЧНЕНИИ ТОРЦОВ КРЕПЕЖНЫХ ОТВЕРСТИЙ ПОД ШАЙБЫ

AU - Муканов, Галымжан Жанатович

AU - Кузнецов, Виктор Павлович

AU - Швейкин, Владимир Павлович

AU - Каманцев, Иван Сергеевич

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Представлена методика моделирования процесса обработки трением с перемешиванием для определения параметров процесса и обеспечения поверхностной закалки для фланцев с полостью. В соответствии с разработанной методикой, представленной по результатам литературного анализа, описана разработанная в программном обеспечении Ansys Mechanical расчетная компьютерная модель, основанная на методе конечных элементов. Приведены теплофизические свойства исследуемого материала и материала инструмента в температурной зависимости, которые учтены в МКЭ-моделировании процессов. Путем сравнения с экспериментальными исследованиями проведена верификация результатов моделирования по ряду параметров, среди которых глубина закаленного слоя и диаметр поверхностного участка торцов отверстий под болтовые соединения. Представлены результаты измерений микротвердости упрочненных слоев стали 20Х13, и определена их зависимость от глубины упрочняемого слоя. Методом численного моделирования вычислены значения геометрических параметров участков, подвергаемых поверхностной закалке в результате проведения обработки трением с перемешиванием с вариацией технологических параметров, таких как скорость вращения инструмента, сила, действующая по нормали к обрабатываемой поверхности, коэффициент трения. В результате численного моделирования получено тепловое состояние исследуемого образца, в частности максимальные температуры в контактной зоне и температурно-временные зависимости.

AB - Представлена методика моделирования процесса обработки трением с перемешиванием для определения параметров процесса и обеспечения поверхностной закалки для фланцев с полостью. В соответствии с разработанной методикой, представленной по результатам литературного анализа, описана разработанная в программном обеспечении Ansys Mechanical расчетная компьютерная модель, основанная на методе конечных элементов. Приведены теплофизические свойства исследуемого материала и материала инструмента в температурной зависимости, которые учтены в МКЭ-моделировании процессов. Путем сравнения с экспериментальными исследованиями проведена верификация результатов моделирования по ряду параметров, среди которых глубина закаленного слоя и диаметр поверхностного участка торцов отверстий под болтовые соединения. Представлены результаты измерений микротвердости упрочненных слоев стали 20Х13, и определена их зависимость от глубины упрочняемого слоя. Методом численного моделирования вычислены значения геометрических параметров участков, подвергаемых поверхностной закалке в результате проведения обработки трением с перемешиванием с вариацией технологических параметров, таких как скорость вращения инструмента, сила, действующая по нормали к обрабатываемой поверхности, коэффициент трения. В результате численного моделирования получено тепловое состояние исследуемого образца, в частности максимальные температуры в контактной зоне и температурно-временные зависимости.

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=59904393

U2 - 10.17804/2410-9908.2023.5.053-068

DO - 10.17804/2410-9908.2023.5.053-068

M3 - Статья

SP - 53

EP - 68

JO - Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures

JF - Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures

SN - 2410-9908

IS - 5

ER -