Автоматическая сварка, 2016, №06



2016 №06 (20)

DOI of Article 10.15407/as2016.06.21

2016 №06 (22)

---

Журнал «Автоматическая сварка», №5-6, 2016, с. 135-140
 

Использование теории растущих тел при расчете напряженно-деформированного состояния деталей, изготавливаемых с применением аддитивных наплавочных технологий

И. К. Сенченков¹, И. А. Рябцев², Э. Турык³, О. П. Червинко¹

¹Институт механики им. С.П.Тимошенко НАН Украины. 03057, Киев-57, ул. Нестерова, 3. E-mail: ang@imech.freenet.kiev.ua
²Институт электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины. 0360, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
³Институт сварки. 44100, г. Гливице, Польша, ул. Б. Чеслава, 16-18. E-mail: eugeniusz.turyk@glivice.pl
 
Реферат
На основе теории растущих тел и унифицированной модели течения разработана модель оценки термомеханического состояния детали при многослойной наплавке, а также конечно-элементная методика численной реализации модели. На примере наплавки (наращивания) цилиндра по боковой поверхности установлено, что схема одномоментного наращивания позволяет достаточно быстро получить количественные оценки уровня напряжений и деформаций при анализе различных вариантов технологических решений многослойной наплавки деталей. Однако она не позволяет учесть существенную неоднородность и ячеистую структуру распределений, а лишь описывает плавное усредненное изменение характеристик напряжений и деформаций вдоль цилиндра. Она не позволяет также исследовать такие тонкие технологические вопросы, как влияние на напряженно-деформированное состояние детали различных схем перекрытия наплавляемых валиков. В этом случае рекомендуется использовать методику расчета по схеме поваликового наращивания (наплавки). Удовлетворительное в целом согласование расчетных и экспериментальных данных свидетельствует об обоснованности и достоверности разработанного подхода к моделированию термомеханических процессов при многослойной наплавке деталей. Библиогр. 14, рис. 9.
 
Ключевые слова: наплавка, аддитивные технологии, теория растущих тел, напряженно-деформированное состояние, остаточные напряжения, наплавленные валики, наплавленные слои
 
Поступила в редакцию 02.05.2006
Подписано в печать 19.05.2006
 

1. Балякин А. В. Применение аддитивных технологий для создания деталей камеры сгорания / А. В. Балякин, В. Г . Смелов, Л. А. Чемпинский // Авиационная и ракетно-космическая техника. Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. – 2012. – № 3 (34). – С. 47–51.
2. Marya S. Additive manufacturing, derivative of welding and joining technology. A literature review / S. Marya, J. Y. Hascoet, S. K. Panigrah [et. al.] // Документ IIW: DOC. XII-2185-14; DOC. IV-1195-14.
3. Смуров И. Ю. О внедрении аддитивных технологий и производства в отечественную промышленность / И. Ю. Смуров, С. Г. Конов, Д. В. Котобан // Новости материаловедения. Наука и техника. - 2015. – № 2 (14). – С. 11–20.
4. Ковалев О. Б. Фундаментальные проблемы моделирования и диагностики процессов в лазерных технологиях аддитивного производства объемных металлоизделий / О. Б. Ковалев // Сб. трудов XI Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики, Казань, 20–24 августа 2015 года. С. 1836–1838.
5. Махненко В. И. Тепловые процессы при механизированной наплавке деталей типа круговых цилиндров / В. И. Махненко., Т. Г. Кравцов. – Киев: Наукова Думка, 1976. – 160 с.
6. Махненко В. И. Численное исследование термомеханических процессов при наплавке валов судовых механизмов и устройств / В. И. Махненко, Т. Г. Кравцов, В. В. Севрюков // Автоматическая сварка. – 2001, № 1. – С.
7. Арутюнян Н. Х. Механика растущих вязкоупруго-пластичных тел / Н. Х. Арутюнян, А. Д. Дроздов, В. Э. Наумов. – М.: Наука, 1987. – 471 с.
8. Технология сварки, пайки и резки. Энциклопедия. Т.III-4. Под редакцией Б. Е. Патона. – М.: Машинострение, 2006. – 768 с.
9. Bodner S. R. Unified plasticity – an engineering approach (Final report), Faculty of Mechanical Engineering, Technion – Israel Inst. of Techn. Haifa 32000, Israel – 2000. – 105 p.
10. Рябцев И. А. Теория и практика наплавочных работ / И. А. Рябцев, И. К. Сенченков. – Киев: Экотехнология, 2013. – 400 с.
11. Рябцев И. А. Наплавка, материалы, технологии, математическое моделирование / И. А Рябцев, И. К Сенченков., Е. Турык // Гливице: Изд-во Силезского политехн. ин-та. 44 – 100. – 2015. – 590 с.
12. Сенченков И. К. Расчет остаточных напряжений при многослойной спиральной наплавке цилиндрических деталей на основе теории наращивания вязкопластических тел / И. К. Сенченков, И. А. Рябцев, Е. Турык, Г. А. Табиева //Сварочное производство. – 2005, № 9. – С. 18 – 25.
13. Standard test method for determining residual stresses by the hole drilling strain-gage method. – ASTM Standard E 837. 14. Measurement of residual stresses by the holе drilling strain gage method / Measurements Group Inc. Tech. Note, 1993. – 19 p.