Остаточные напряжения при упрочнении отверстия методами местного глубокого пластического деформирования - Статья

Выполнен анализ остаточных напряжений, возникающих в результате упрочнения отверстия методами местного глубокого пластического деформирования. Установлено влияние толщины элемента конструкции на эффективность упрочнения отверстия барьерным обжатием. Так, например, в работе [1] выполнен анализ выносливости образцов из алюминиевого сплава Д16Т, имитирующих участок стрингера с отверстием, упрочненным различными конструктивно-технологическими методами. В работе [2] представлены результаты испытаний образцов с отверстием из сплава В95Т, упрочненных дорнованием с натягом 3-3,5%. Авторами работ [3-4] выполнено комплексное исследование влияния различных методов упрочнения отверстия в образцах из алюминиевых сплавов Д16Т и В95Т на долговечность.Выполнен расчет остаточных напряжений в концентраторе, возникающих в результате упрочнения отверстия методами МГПД. Проведен анализ влияния параметров упрочнения (натяг, глубина обжатия) на величину остаточных напряжений в концентраторе.

Выполнен расчет остаточных напряжений в концентраторе, возникающих в результате упрочнения отверстия методами МГПД. Рассмотрены методы барьерного обжатия и дорнования отверстия. Расчеты выполнены для двух алюминиевых сплавов Д16АТ и В95ПЧТ2.

Проведен анализ влияния параметров упрочнения (натяг, глубина обжатия) на величину остаточных напряжений в концентраторе. Показано, что дорнование с натягом более 2 % и барьерное обжатие на глубину более 0,3 мм не приведут к существенному увеличению остаточных напряжений.

Установлено существенное влияние толщины упрочняемого элемента конструкции на величину остаточных напряжений в отверстии при фиксированных параметрах упрочнения отверстия барьерным обжатием.

1. Исследование выносливости нижних панелей крыла с отверстиями для перетекания топлива [Текст] / В. П. Рычик, А. Е. Литвиненко, Н. Т. Остапенко, Е. Т Василевский // Тр. науч.-техн. конф. по выносливости и ресурсу авиационных конструкций (ноябрь 1976); под ред. А. З. Воробьева и Н. Г. Белого. - С. 100-103.

2. Современные технологии агрегатно-сборочного производства самолетов [Текст] / А. И. Пешкар, Ю. М. Тарасов, Г. А. Кривов и др. - М.: Аграф-пресс, 2006. -304 с.

3. Пширков, В. Ф. Технология выполнения высокоресурсных соединений [Текст] / В. Ф. Пширков. - М.: Отраслевая библиотека "Технический прогресс и повышение квалификации", 1980. - 170 с.

4. Гуменный, А.М. Интегрированное проектирование высокоресурсных

51

Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии № 63, 2014 растянутых панелей крыла транспортного самолета: дис. … канд. техн. наук: 05.07.03; защищена 2009 / Гуменный Андрей Михайлович. - Х., 2009. - 203 с.

5. Кривцов, В. Скоростное дорнование отверстий авиационных конструкций из алюминиевых сплавов пневмоимпульсными устройствами [Текст]: моногр. / В. Кривцов, Ю. Воробьев, В. Воронько. - Х.: Нац. аэрокосм. ун-т "Харьк. авиац. ин-т", 2010. - 99 с.

6. Стрижиус, В. Е. Методы расчета на усталость элементов авиационных конструкций при многоосном нагружении [Текст] / В. Е. Стрижиус // Науч. вестн. МГТУ ГА. Аэромеханика, прочность, поддержание летной прочности ВС. - 2012. -№187. - С. 65-74.

7. Заруцкий, А. В. Анализ остаточных напряжений после упрочнения отверстия методом барьерного обжатия [Текст] / А. В. Заруцкий // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н. Е. Жуковского "ХАИ" - Х., 2013. - С. 85 - 93.

Рецензент: канд. тех. наук Т. С. Бойко Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского, «ХАИ», Харьков

Поступила в редакцию 11.02.2014

Залишкові напруження при зміцненні отвору методами місцевого глибокого пластичного деформування

Виконано аналіз залишкових напружень, що виникають в результаті зміцнення отвору методами місцевого глибокого пластичного деформування. Розрахунки проведено для двох алюмінієвих сплавів Д16АТ і В95ПЧТ2. Отримано залежності залишкових напружень від натягу при дорнованні та глибини вдавлювання при барєрному обтисненні. Встановлено вплив товщини елемента конструкції на ефективність зміцнення отвору барєрним обтисненням.

Ключові слова: методи зміцнення, залишкові напруження, метод скінченних елементів, дорнування, барєрне обтиснення.

Residual stresses at hardening hole by methods of deep local plastic deformation

The analysis of residual stresses resulting from hardening hole by methods of deep local plastic deformation are made. Calculations are performed for two aluminum alloys and D16AT V95PCHT2. The dependences of residual stresses from interference with mandrelling and the depth of penetration in the barrier reduction is received. The influence of the thickness of the structural element to strengthening the effectiveness of the hole barrier compression was determined.

Keywords: methods of hardening, residual stresses, finite element method, mandrelling, barrier compression.

52