Автоматическая сварка, 2015, №06



2015 №06 (29)

2015 №06 (31)

---

Автоматическая сварка, № 5-6, 2015, с. 142-147
 

Расчет усталостной долговечности цилиндрических деталей при многослойной наплавке и эксплуатационном циклическом термомеханическом нагружении

И.К. Сенченков¹, О.П. Червинко¹, И.А. Рябцев²

¹Ин-т механики им. С.П. Тимошенко НАН Украины. 03057, г. Киев. ул. Нестерова, 3
²ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Разработана методика расчета остаточного напряженно-деформированного и микроструктурного состояния цилиндрической детали при многослойной наплавке по боковой поверхности, а также расчета ее термомеханического состояния и усталостной долговечности при последующем эксплуатационном циклическом термомеханическом нагружении. Методика создана в рамках единой математической модели на основе теории растущих тел, современной модели вязкопластического неизотермического течения, термокинетических диаграмм распада аустенита, наплавленного и основного металлов с учетом остаточного напряженно-деформированного и структурного состояния при одно- и многослойной наплавке деталей слоями различного химического состава, структуры и толщины. Она позволяет оценивать усталостную договечность наплавленных деталей в зависимости от величины и соотношения эксплуатационных циклических термических и механических нагрузок и от применяемых наплавочных материалов для подслоя и износостойкого слоя. Библиогр. 21, рис. 7.
 
Ключевые слова: многослойная наплавка, численное моделирование, остаточные наплавочные напряжения, циклическое термомеханическое нагружение, усталостная долговечность
 
Поступила в редакцию 20.04.2015
Подписано в печать 27.05.2015
 
1. Рябцев И.А. Наплавка деталей машин и механизмов. – Киев: Екотехнологія, 2004. – 160 с.
2. Рябцев И.А., Сенченков И.К. Теория и практика наплавочных работ. – Киев: Екотехнологія, 2013. – 400 с.
3. Арутюнян Н.Х., Дроздов А.Д., Наумов В.Э. Механика растущих вязкоупругопластических тел. – М.: Наука, 1987. – 472 с.
4. Закономерности относительных продольных смещений пластины при стыковой электросварке / И.К. Сенченков, Л.М. Лобанов, О.П. Червинко, Н.А. Пащин // Докл. НАНУ. – 1998. – С. 66–70.
5. Сенченков И.К. Термомеханические модели растущих цилиндрических тел из физически нелинейных материалов // Прикл. механика. – 2005. – 41, № 9. – С. 118–126.
6. Senchenkov I.K., Chervinko O.P., Banyas M.V. Modeling of thermomechanical process in growing viscoplastic bodies with accounting of microctructural transformation / Encyclopedia of Thermal Stresses. Springer Reference. – 2013. – V. 6. – P. 3147–3157.
7. Examination of the thermomechanical state of cylindrical components deposed with layers of austenitic and martensitic steels / I.K. Senchenkov, O.P. Chervinko, E. Turyk, I.A. Ryabtsev // Weld. Int. – 2008. – 22, № 7. – P. 457–464.
8. Krempl E. Viscoplastic models for high temperature applications // Int. J. of Solids and Structures. – 2000. – V. 37. – P. 279–291.
9. Bodner S.R. Unified Plasticity – An Engineering Approach (Final Report). Faculty of Mech. Eng., Technion – Israel Inst. of Tech. – Haifa 32000, Israel. – 2000. – 106 p.
10. Сенченков И.К., Жук Я.А., Табиева Г.А. Термодинамически согласованные модификации обобщенных моделей термовязкопластичности // Прикл. механика. – 1998. – 34, № 4. – С. 53–60.
11. Сенченков И.К., Червинко О.П., Доля Е.В. Моделирование остаточного напряженно-деформированного и микроструктурного состояния цилиндра при наращивании по боковой поверхности слоями расплавленного металла // Теор. и прикл. механика. – 2014. – Вып. 8(54). – С. 34–44.
12. Попов А.А. Попова Л.Е. Справочник термиста. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. – М.-С.: ГНТИ Машиностр. лит., 1961. – 430 с.
13. Koistinen D.R., Marburger R.E. A general equation prescribing the extent of austenite-martensite transformation in pure iron-carbon alloys and carbon steel // Acta Metall. – 1959. – V. 7. – P. 56–60.
14. Radaj D. Welding residual stresses and distortion/ Calculation and measurement. – Dusseldorf: DVS Verlag GmbH, 2003. – 396 p.
15. Махненко В.И. Ресурс безопасности эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. – Киев: Наук. думка, 2006. – 618 с.
16. Inone T. Mechanics and characteristics of transformation plasticity and metallo-thermo-mechanical process simulations // Procedia Engineerin. – 2011. – № 10. – P. 3793–3798.
17. Дульнев П.А., Котов П.И. Термическая усталость металлов. – М.: Машиностроение, 1980. – 200 с.
18. Трощенко Б.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов. Справочник. Ч. 1. – Киев: Наук. думка, 1987. – 506 с.
19. Расчеты на прочность, устойчивость и колебания в условиях высоких температур / Н.И. Безухов, В.Л. Бажанов, И.И. Гольденблат и др. – М.: Машиностроение, 1965. – 568 с.
20. Марочник сталей и сплавов / Под. Ред. А.С. Зубченко. – М.: Машиностроение, 2003. – 782 с.
21. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. – М.: Мир, 1989. – 510 с.