Стр. 1 - Н.Д. Чайнов, В.В. Сусликов - Математическое моделирование технологического процесса обкатки галтели коленчатого вала
Упрощенная HTML-версия
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
101
УДК 621.43
Н. Д. Ч а й н о в, В.
В. С у с л и к о в
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ОБКАТКИ ГАЛТЕЛИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА
Представлены основные соотношения метода конечных элементов в
инкрементальной постановке расчета физически нелинейной задачи
определения напряженно-деформированного состояния заготовки
коленчатого вала в процессе обкатки галтелей. Остаточные напря-
жения в заготовке устанавливают с помощью упруго-пластической
модели материала. Проведено сравнение результатов расчета напря-
женно-деформированного состояния с экспериментальными данными.
E-mail:
Ключевые слова:
коленчатый вал, обкатка, метод конечных элемен-
тов, остаточные напряжения.
Коленчатый вал должен обладать высоким запасом циклической
прочности для безотказной работы в период всего срока службы дви-
гателя. Как правило, поломки коленчатых валов носят усталостный
характер: в местах наибольшей концентрации напряжений начинает-
ся развитие усталостных трещин. Такими местами являются края от-
верстий для смазывания в шейках и галтели сопряжения щек с шей-
ками (наиболее вероятное место).
В процессе изготовления коленчатого вала галтели для повышения
выносливости подвергают поверхностному пластическому деформи-
рованию (ППД). К этому типу обработки относят обдувку дробью, че-
канку, обкатку и др. Наиболее эффективной для обработки галтелей
коленчатых валов является обкатка роликом или шариком.
Эффект от обкатки проявляется в уменьшении шероховатости
поверхности заготовки (ликвидация поверхностных микронеровно-
стей и формирование сглаженного микропрофиля), упрочнении в
зоне контактной деформации и создании поля благоприятных оста-
точных напряжений. Остаточная напряженность поверхностно-
деформированных деталей является главной причиной повышения
их усталостной прочности [1].
Во время работы в обкатанных деталях возникающие напряжения
растяжения от внешней нагрузки суммируются с остаточными
напряжениями сжатия, при этом опасные растягивающие напряжения
уменьшаются. В процессе обкатки поверхность заготовки коленчато-
го вала претерпевает пластическую деформацию, поэтому задача
определения напряженно-деформированного состояния является фи-
зически нелинейной как следствие нелинейной зависимости между
напряжениями и деформациями в пластической области работы ма-
териала.
