Личный кабинет
Подробное описание документа
Петухов Д. С.
Методика оценки ресурса по малоцикловой усталости при нерегулярном нагружении деталей с поверхностными остаточными напряжениями / Петухов Д. С., Дудин Д. С., Келлер И. Э. // Известия ВУЗов. Сер. "Машиностроение". - 2025. - № 1. -
Скачать документ
Обработка ответственных деталей авиационного двигателя, обеспечивающая образование поверхностных остаточных напряжений сжатия и увеличение ресурса по малоцикловой усталости, давно применяется на практике. Тем не менее остаются открытыми вопросы по методике расчета усталостной прочности. Дискуссионным является вопрос о корректном учете поверхностных остаточных напряжений сжатия. Предпочтительно использовать данные усталостных испытаний с обработанными образцами, имеющими те же поверхностные остаточные напряжения сжатия и прочностные характеристики, что и у исследуемой детали. Однако методика таких испытаний не отработана. Также не вполне ясно влияние порядка циклов в схеме полета и наличие в ней циклов малой амплитуды на усталостный ресурс, которое не учитывается применяемыми на практике методами. Рассмотрена задача определения ресурса диска компрессора высокого давления, поверхности которого подвергнуты дробеструйной обработке, на полетных циклах нагружения. Профиль пластических деформаций определен по лабораторным данным, полученным методом Н.Н. Давиденкова, с помощью предлагаемых реконструктивных формул. Для внедрения поверхностных пластических деформаций в конечно-элементную модель использованы оболочечные элементы, имеющие атрибуты амплитуды и толщины слоя предварительных деформаций. Рассчитано распределение остаточных напряжений, порожденных несовместной частью заданных деформаций, а также напряжений, вызванных центробежными силами и неоднородным температурным расширением. Остаточные напряжения смещают имеющиеся опасные точки с поверхности под упрочненный слой, почти не изменяя напряжений внутри детали. Для расчета ресурса применена эволюционная модель, учитывающая нестационарную историю нагружения в полетных циклах. За отсутствием данных по усталостному разрушению, зарождающемуся под упрочненным поверхностным слоем, необходимые диаграммы Велера сымитированы сдвигом диаграмм для образцов без поверхностного упрочнения. Анализ результатов расчета для четырех схематизаций полетного цикла позволил определить диапазоны прогнозов усталостной долговечности в зависимости от поверхностной обработки и нерегулярности нагружения, и применимость предложенной методики.
Статья опубликована в следующих изданиях
№ 1. - 2025.
