Введение к работе
Актуальность работы. Обеспечение стабильности технологических процессов наразличных стадиях изготовления металлопродукции, а также контроль служебных хфакгеристик материалов в процессе эксплуатации различного оборудования являются необходимыми условиями, позволяющими обеспечить безопасную работу какоборудования,таки металлоизделий вцелом.
Одним из немногих экспфиментально и теоретически обоснованных методов решенияуказанной проблемы являетсяизмфениетвфдости металла
Задачаизмфения твердости в труднодоступные местах, на плоских,цилиндрических, вогнутых и выпу клых повфхностях деталей без нфушенияих целостности решается в настоящее фемя с помэщно малогабфитньк электронных пфе-носньк твфдомфов удфного действия, принцип работы юторьк основан наиз-мфении сюрости отскока бойкапослеудфа.
Динамические процессы протекающие при удфном измфении твфдости зависят о тжестю ста контролируемой детали,уелошй ее зацепления, массы, состояния повфхности, что накладывает определенные офаничения на область прямого испольэованияданного методаизмфения.
Целью работы является определение фаниц применимости метода измерения твфдости с помощью пфеносных твфдомфов ударного действия. В рамках настоящей дисефтационной работы для достижения данной цели потребовалось решение следующих задач:
-осуществить численное моделирование процесса соудфения бойка твфдо-мфа с повфхностью контролируемого изделия с учетом его жесткости, условий закрепления, упругопластических свойства матфиалаконтролируемой детали, массы и скорости бойка, его податливости; оценить влияние на результаты измфениятвердости неоднородности свойств металлапо толщине, наличия рабочих напряжений;
- применительно ктонкостенным еффическим и цилиндрическим оболочкам разработать методику корректировки показаний твфдомфа в зависимости от геометрических пфаметровоболочки;
-выполнить экспфиментальное исследование зависимости показаний твфдомфа от толщины и диаметра оболочек, наличия в контролируемых изделиях рабочих напряжений разного знака, провести сопоставление результа-товрасчета кинетики деформирования приудфе с экспфиментальными диа-фаммами динамического вдавливания. Методы исследования
Расчетная часть работы выполнялась путем численного моделирование методом конечных элемента в процесса соудфения бойка и контролируемого изделия. Расчет проводился с учетом геометрической нелинейности и больших локальных деформаций. Для описания упругопластических свойств ма-тфиала использовалась теория течения с кинематическим упрочнением. Учитывалось изменение предела текучести матфиалаот скорости деформирования.
Экспфиментальное исследование твфдости проводилось на цилиндрических оболочках, толщина которых изменялась путем послойной обточки наружной повфхности, на тонкостенных трубах различного сортамента, образцовых мфах твердости, в том числе с записью динамических диаграмм вдавливания, на образцах, подвфгнутых действию статической нагрузки разного знака.
Научная новизна
Впфвые на основе численного моделирования и экспфиментальных исследований выполнен анализ взаимодействия бойка переносного твфдо-мфаи контролируемой детали при удар е.
Исследовано влияния массы, начальной скорости, податливости бойка, упругопластических свойств матфиала контролируемой детали, ее жесткости, неоднородности свойств матфиала по толщине, наличия рабочих напряжений нар езультатыизмфения твердости. Практическая ценность.
Разработана и экспфиментально обоснована методика корректировки показаний твфдомфов ударного действия, обеспечивающая достовфное определение твфдости матфиала тонкостенных конструкций без нфуше-нияих целостности.
Определены границы применимости динамического метода измфения твфдости пфеносными твфдомфами удфного действия.
Даны рекомендации по оптимизации конструкционных элементов пфеносных твфдомфов и их адаптации для измфения твфдости различных изделий сцёлью снижения погрешностей измфения.
Результаты выполненной работы внедрены и используются на предприятиях "Технотест", Выксунский металлургический завод, машиностроительный завод 'ЗИО-Подольск"и др.
Достоверность полученных результатов обеспечивается методологией исследований, основанной на трудах отечественных и зарубежных ученых, проведением тестовых расчетов, сопоставлением результатов расчета и экс-пфимента.
Личный вклад автора заключается в постановке и реализации задач данной работы, разработке основных положений научной новизны и практической значимости, выполнении численных расчетови проведении экспфиментов. Апробация работы и публикации. Основные положения диссфтационной работы были представлены на VI Международном симпозиуме "Современные проблемы прочности" им. ВА. Лихачева, Великий Новгород, 20-24 ок-тября2003 г., 3-й Международной юнффенции "Нфазрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности", 17-18 марта 2004, Москва, ЦМТ/WTC, IX Междунфодной юнффенции в ЦНИИ КМ "Прометей" "Ма-тфиалы, используемые при конструировании, изготовлении и работе оборудования ядфных энфгетических установок", 6-8 июня 2006г., научном семинаре отдела прочности матфиалови конструкций ЦНИИТМАШ в2006 г. По темедиссфтации опубликовано 6 работ,получен патентнаизобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из трех глав, выводов, списка литературы. Работа содержит 115 страниц машинописного текста, 86 рисунков, 6 таблиц. Списоклитературы включает 86 наименований.
Похожие диссертации на Определение границ применимости динамического метода измерения твердости переносными твердомерами ударного действия
