Исследование нагрузочной способности гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Петров, Антон Владимирович

• Петров, Антон Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Петров, Антон Владимирович

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. Анализ состояния вопроса о применение титановых сплавов 9 в соединениях с натягом

1.1. Общая характеристика соединений с натягом. Методы расчета

1.2. Методы формирования соединений с натягом

1.3. Физико-механические свойства титановых сплавов. 26 Обоснование метода сборки деталей из титановых сплавов, соединенных с натягом

1.4. Постановка задачи исследования

2. Теоретическое исследование и моделирование НДС 32 соединений с натягом деталей из титановых сплавов 2.1. Моделирование НДС соединений с натягом деталей из 32 титановых сплавов

2.1.1. Выбор геометрических характеристик

2.1.2. Порядок проведения численного моделирования 43 2.2. Исследование влияния физико-механических характеристик на 44 напряженно-деформированное состояние соединения с натягом деталей из титановых сплавов

2.2.1. Распределение напряжений в деталях соединения с натягом

Выводы

3. Экспериментальное исследование нагрузочной способности 72 гидропрессовых соединений деталей из титановых сплавов

3.1. Методика проведения эксперимента

3.1.1. Выбор геометрии деталей соединения

3.1.2. Выбор варьируемых факторов

3.2. Подготовка и выполнение эксперимента 74 3.2.1. Сборка соединения с натягом

3.2.2. Проведение первой серии экспериментов

3.2.3. Проведение второй серии экспериментов 83 Выводы 94 4. Практическое применение результатов исследования

4.1. Применение результатов исследования в механизме крепления 98 ствола

4.1.1. Анализ существующей конструкции 9

4.1.2. Построение рабочих чертежей элементов механизма 102 крепления

4.1.3. Моделирование НДС и НС соединения деталей

4.2. Проектирование приспособления для гидрозапрессвоки

4.3. Разработка рекомендации для реализации процесса 109 гидрозапрессвоки ствола в механизме крепления

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиографический список

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Акт внедрения

Приложение Б. Радиальные перемещения на наружной 124 поверхности втулки

Приложение В. Значения осевой силы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование нагрузочной способности гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов»

Введение

Развитие различных отраслей машиностроения неразрывно связано с применением современных конструкционных материалов. Для повышения качества, надежности и экономичности изделий машиностроения при условии снижения их материалоемкости и повышения прочностных свойств, коррозионной стойкости, тепло- и хладостойкости широкое применение нашли сплавы на основе титана [54]. Технологичность титановых сплавов в металлургическом и машиностроительном производствах достаточна для изготовления практически любых деталей и узлов [63].

Однако особенности физико-механических характеристик титана накладывают ряд требований к применению их в разъемных и неразъемных соединениях деталей машин. Так, в качестве материала для крепежных деталей широкое распространение получил высокопрочный титановый сплав марки ВТ 16, применяются также сплавы марок ВТ 14, ВТЗ-1, ВТ5. Наиболее существенное значение имеют вопросы свинчиваемости титанового крепежа, так как коэффициент трения при этом нестабилен и заедания в резьбе не исключаются. Использование титана в клеммовых соединениях также ограничивается повышенными фрикционными характеристиками при формировании сопряжения деталей [46]. Вопрос обеспечения работоспособности титана в соединениях с натягом различных машиностроительных конструкций может быть успешно решен применением методов сборки, исключающих повреждение сопрягаемых поверхностей в виде заедания, задиров и т. п [84, 89]. Исключить негативное воздействие сил трения при запрессовке деталей позволяют термический и гидропрессовый методы сборки. С точки зрения производственно-экономических затрат термозапрессовка менее эффективна в сравнении с гидропрессовым методом, так как коэффициент теплового линейного расширения титана достаточно низкий, что требует больших энергозатрат.

Разработанный Б.Ф. Федоровым и развитый И. В. Абрамовым, В. Б

Федоровым, К. А. Глуховой, Э. В. Соснович и А. В. Щенятским

4

гидропрессовый метод сборки соединений позволяет в процессе сопряжения разделить детали гарантированным слоем масла и осуществить процесс запрессовки в режиме жидкостного трения. Полученные ими результаты позволяют выдвинуть гипотезу о том, что сформированное гидропрессовое соединение деталей из титановых сплавов в сравнении с аналогичными по геометрическим параметрам соединениями из стали и чугуна обладает более высокими прочностными характеристиками. Очевидно, что данный эффект обусловлен спецификой их физико-механических свойств, а именно: модулем упругости, адгезионной характеристикой, склонностью к возникновению задиров на контактных поверхностях, высоким по сравнению со сталями коэффициентом трения и его чувствительностью к уровню контактных давлений - все это требует учета при проведении проектных расчетов.

Наиболее широкое на сегодняшний день распространение получила теория расчета соединений Лямэ - Гадолина, основанная на решении упругой задачи о толстостенной трубе для плоского напряженного состояния. Однако инженерные расчеты деталей на прочность, выполненные с использованием зависимостей Лямэ, не отображают неравномерность распределения контактного давления и коэффициента трения в соединении с натягом по длине сопряжения, а следовательно, не дают адекватной оценки нагрузочной способности (НС) соединения с натягом.

Исследование нагрузочной способности гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов и корректировка методики расчета на прочность являются актуальными задачами рассматриваемой области знаний.

Объектом исследования диссертационной работы являются гидропрессовые соединения деталей из титановых сплавов. Предметом исследования являются модели напряженно-деформированного состояния деталей соединений с натягом и метод их расчета.

Целью работы является повышение точности и достоверности расчетов гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов.

Задачи исследования:

1. Разработать математическую модель и выполнить анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) гидропрессового соединения с деталями из титановых сплавов, тем самым установить особенности распределения контактного давления по длине сопряжения.

2. Выявить закономерности влияния физико-механических и фрикционных свойств титана на нагрузочную способность соединения с натягом и обосновать корректировку методики их расчета.

3. Провести экспериментальную проверку адекватности математической модели и уточненной методики расчета соединений с натягом.

Научная новизна:

1. В результате решения контактной задачи и задачи о НДС гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов методом конечных элементов установлено, что в диапазоне стандартных значений натягов концентрация напряжений у торцев носит по сравнению со стальными деталями менее выраженный характер по величине и зона концентрации более протяженная, что оказывает положительное влияние на НС соединения.

2. Впервые получены численным моделированием и экспериментально подтверждены данные о НДС и НС гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов, а также научно обоснована корректировка методики расчета НС с учетом использования закономерности изменения коэффициента трения в зависимости от величины контактного давления.

3. Для соединений с деталями из титановых сплавов выявлено значительное увеличение доли сил трения в зонах концентрации напряжений, что позволило выдвинуть и подтвердить предположение о том, что при

определенных натягах и геометрии возможно разрушение одной из деталей соединения при сохранении целостности самого сопряжения.

Методы исследования.

Теоретическое исследование и вычислительные эксперименты базируются на известных положениях механики твердого деформируемого тела в области упругого деформирования, методе конечных элементов (МКЭ). При обработке данных экспериментальных исследований НС гидропрессовых соединений использовались методы математической статистики.

Практическая значимость работы.

Разработанные математические модели гидропрессового соединения с деталями из титановых сплавов и усовершенствование их расчетов позволяют определить требуемые технические параметры соединения при проектировании, а также более точно оценить НС соединения в условиях приложенных нагрузок. Предложенные рекомендации позволяют применять в соединении с натягом различные комбинации материалов охватываемой и охватывающей деталей, а также снизить габариты деталей по сравнению со стальными.

В первой главе проведен анализ состояния вопроса о применении титановых сплавов в конструкциях различных объектов машиностроения, в том числе в соединениях с натягом, рассмотрена общая характеристика соединений с натягом и методы их расчета.

Анализ физико-механических свойств титановых сплавов и существующих методов сборки соединений с натягом позволил выбрать гидропрессовый метод сборки как удовлетворяющий требованиям качества и прочности соединений с натягом деталей из титановых сплавов.

Была установлена актуальность проблемы достоверного инженерного расчета гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов, сформулированы задачи исследования.

Во второй главе диссертационной работы проведены теоретическое исследование и моделирование НДС и НС гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов методом конечных элементов (МКЭ).

В третьей главе представлены результаты нескольких серий экспериментов, подтверждающих данные теоретического исследования нагрузочной способности соединений с деталями из титановых сплавов и перспективности их применения в узлах различных машин.

В четвертой главе изложена практическая апробация результатов теоретического исследования.

В заключении представлена общая характеристика работы и сделаны основные выводы по результатам диссертации.

На защиту выносятся:

1. Модель НДС деталей соединений с натягом из титановых сплавов, обосновывающая характер уточнения расчетов НС.

2. Описание закономерностей влияния физико-механических характеристик титановых сплавов на НС гидропрессового соединения, позволяющих проводить объективные сравнения с другими соединениями и материалами их деталей.

3. Результаты экспериментальных исследований, подтверждающих достоверность математической модели НДС и НС гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов на осевой сдвиг.

4. Рекомендации для корректировки методики расчета гидропрессовых соединений с деталями из титановых сплавов с учетом переменного по длине сопряжения контакта давления и связанного с ним коэффициента трения.

1 Анализ состояния вопроса о применении титановых сплавов в

соединениях с натягом

На современном этапе глубоко и в полной мере проведены теоретические исследования соединений с натягом применительно к стальным деталям [21]. Основным достижением последних лет является широкое применение метода конечных элементов для расчетов и анализа напряженно -деформированного состояния деталей сложной формы, соединенных с натягом [19, 80]. Однако применение титановых сплавов накладывает ряд особенностей на конструкцию и расчет соединений с натягом, поскольку физико-механические и фрикционные свойства титановых сплавов существенно отличаются от стальных. Влияние этих особенностей и степень их изученности является необходимым этапом диссертационной работы. 1.1 Общая характеристика соединений с натягом. Методы расчета Соединение деталей с гарантированным натягом относится к соединениям, передающим рабочие нагрузки за счет сил трения между валом и отверстием. Сопрягаемые поверхности могут быть, как правило, цилиндрическими и коническими [21].

Преимущества конических соединений по сравнению с цилиндрическими состоят в том, что натяг у них поддается регулированию и более точному измерению и они допускают демонтаж и неоднократную сборку без заметных повреждений сопрягаемых поверхностей [58]. Однако для конических соединений необходима более высокая точность механической обработки, от которой зависит совпадение геометрических параметров конических элементов вала и втулки. Недостатком цилиндрических и конических соединений с натягом является невозможность допущения даже однократной перегрузки их, что приводит к значительным повреждениям сопрягаемых поверхностей. При проектировании соединений важно иметь точные данные по предельным и действующим на них нагрузкам, что в сочетании с устанавливаемым запасом прочности обеспечит необходимую надежность.

Кроме того, посадка втулки вызывает концентрацию напряжений у вала, снижающую его предел выносливости [3].

На рисунке 1 показано соединение деталей с натягом сложной формы.

Охватываемая деталь

Охватывающая

деталь

Рисунок 1 — Формирование соединения с натягом: а - процесс запрессовки; б - сформированное соединение; У^ап - сила запрессовки; Рк контактное давление; 5 - натяг в соединении

Инженерные расчеты деталей соединения на прочность выполняют с использованием зависимостей Лямэ [7, 33]. Среднее давление между соединяемыми элементами, изготовленными из различных материалов, определяют по формулам:

Р ~ й(С1/Е1+С2/Е2) '

где 5 - натяг в соединении; а? - наружный диаметр вала; ¿/о - диаметр внутреннего отверстия вала, с1\ - наружный диаметр втулки; Е\, Ег - модули упругости материалов охватываемой и охватывающей деталей; |ц, ¡12 -коэффициенты Пуассона.

При изготовлении втулки и вала из одного материала

— Е5 И"»

р ~ й{сх+с2) ' 1 }

Контактное давление приводит к возникновению нормальных радиальных

аг и окружных о, напряжений в деталях (рисунок 2). В охватывающей детали

наибольшие окружные напряжения растяжения сг1 = р возникают у

внутренней поверхности. В охватываемой детали наибольшие окружные

2(сг/сг1)2

напряжения сжатия стс = р ^ ^ ^ также находятся у внутренней поверхности. Наибольшие радиальные сжимающие напряжения ат = - р находятся на контактирующих поверхностях охватывающей и охватываемой деталей. Наиболее напряженным местом является внутренняя поверхность

охватывающей детали, где по теории наибольших касательных напряжений

2 р

Рисунок 2 - Распределение напряжений в деталях соединений Для расчета деталей в упругой области предусматривают [69],что

(4)

где егс - окружные напряжения.

Нагрузочная способность соединения с натягом в основном зависит от размера натяга, который принимается в соответствии с выбранной посадкой, установленной стандартной системой допусков и посадок [9, 25, 36].

Взаимная неподвижность деталей цилиндрического соединения обеспечивается соблюдением следующих условий [3, 32]. При нагружении соединения осевой силой Т7 должно быть

Р < тт•

Откуда требуемое давление на поверхности контакта

(5)

(6)

При нагружеиии соединения крутящим моментом Мкр необходимо, чтобы

тт й21/р 2

(7)

При нагружении соединения одновременно осевой силой Р и крутящим моментом Г должно быть

где /- коэффициент трения в соединении.

Из-за погрешностей изготовления фактические давления на отдельных участках сопрягаемых поверхностей могут быть значительно выше, чем определенные по формуле (1). В соответствии с этим локальные пластические деформации возникают раньше, чем предусматривается расчетом [56, 77]. Однако эти деформации проникают лишь на небольшую глубину детали. Условие (2) следует отнести к распространению пластических деформаций на глубину, соизмеримую с величиной натяга. В том случае, если при формировании соединения возможны заметные пластические деформации, следует учитывать, что несущая способность соединения может изменяться

Считается [2], что в зависимости от величины натягов степень снижения прочности А = 26г — 5/бт, где 8Г - натяг, соответствующий моменту возникновения текучести материала охватывающей детали, 5 действительный натяг. Пределы использования указанных зависимостей ограничиваются значениями б = (1... 1,5)8Т.

Следует учесть, что расчет соединения с натягом на основе метода Лямэ — Гадолина использует допущение - постоянство контактного давления, а следовательно, и коэффициента трения по длине сопряжения [57].

[68].

Для соединений с гарантированным натягом из стали простой формы основными расчетными параметрами являются действующие силы в соединении и параметры геометрии. Метод расчета контактных давлений по формуле Лямэ для деталей сложной формы не позволяет учесть их концентрацию у торцев. Расчеты можно проводить численными методами, например МКЭ, позволяющими определить изменения напряженного состояния в местах концентрации, а также путем сгущения конечно-элементной сетки получить более точные значения напряжений и контактных давлений [31, 81]. Также в титановых деталях важно учитывать влияние модуля упругости, предела текучести и сил трения на напряженно-деформированное состояние и НС соединения.

1.2 Методы формирования соединений с натягом В машиностроении используют механический, термический, гидропрессовый способы сборки, а также способ сборки-разборки с помощью центробежных сил [34].

Механическую запрессовку выполняют на различном прессовом оборудовании: пневматических, гидравлических, механических и электромагнитных прессах [50]. На характер и величину конечного усилия запрессовки влияют натяг, шероховатость сопрягаемых поверхностей, механические свойства материала, форма заходного конуса и фасок, скорость плунжера пресса, вид и количество подаваемой смазки, состояние поверхностного слоя (наклеп, термообработка и др.), перекосы деталей и деформации узлов пресса и т. п. Это обусловливает значительное рассеяние максимальных усилий запрессовки. Для уменьшения рассеяния должен быть обеспечен контроль за соблюдением технологии изготовления элементов, однако и в этом случае усилия запрессовки и распрессовки могут иметь значительный разброс.

Основным преимуществом механической запрессовки является ее относительная простота (рисунок 3).

Сила от пресса

Втулка

.А

¿У Вал

• / \

— /у; // -

/ ^Чц/ % 0

-к \ \ \ \ \ \|\ \ \ \ \ \ \

\\х\\\\\\\\\\\

Рисунок 3 - Процесс механической запрессовки: с1 - диаметр вала, В — наружный диаметр втулки, / - длина запрессовки Прочность соединений и сила механической запрессовки в значительной мере определяются скоростью выполнения самого процесса. Обычные скорости формирования от 1 до 10 мм/сек [3]. Наибольшая прочность достигается при малых скоростях (до 3 мм/сек). С увеличением скорости усилие запрессовки уменьшается, снижается также и прочность соединения (рисунок 4).

V, мм/сек ■Сила запрессовки

Исследования [38] прочности соединения с натягом при многократных запрессовках показали:

1. Величина натяга после первого повторного формирования заметно снижается. При дальнейших распрессовках и запрессовках натяг уменьшается незначительно [38].

2. Время выдержки деталей более 3 часов после очередной распрессовки до новой запрессовки ведет к окислению контактной поверхности и снижает прочность соединения [3].

Еще одной разновидностью механической запрессовки является запрессовка соединений с натягом вибрационно-импульсным инструментом [2]. Установлено [2], что вибрационная запрессовка повышает прочность соединения по сравнению с обычной запрессовкой под прессом. При меньшем параметре шероховатости сопрягаемых поверхностей этот эффект в значительной мере снижается.

К числу недостатков этого способа сборки относятся: возможность повреждений сопрягаемых поверхностей (риски, задиры), пониженная несущая способность подобного соединения, необходимость использования мощного и дорогостоящего прессового оборудования, значительное рассеяние значений усилий запрессовки и распрессовки, практическая невозможность применения эффективных антикоррозионных покрытий.

Применительно к титановым сплавам механический способ запрессовки не рационален, так как ввиду повышенных фрикционных и адгезионных характеристик использование деталей даже при однократной запрессовке невозможно. В ряде случаев методы механической запрессовки неприемлемы с точки зрения автоматизации вследствие недостаточной устойчивости технологического процесса сборки.

Сборку соединений с натягом термическими методами осуществляют чаще всего в тех случаях, когда конструкцией предусматриваются значительные натяги, средняя величина которых примерно в 2 раза больше

натягов при прессовых посадках. Время на формирование крупногабаритных соединений термическими методами сокращается в 2 - 4 раза [49].

При термическом методе сборки охватывающую деталь нагревают индукционным методом, в камерных электропечах, с помощью горелок, в ваннах с жидкостью или охлаждают охватываемую деталь в криогенных установках для обеспечения необходимого монтажного зазора. Температура нагрева и охлаждения зависит от натяга, но не должна, как правило, превышать температуры, при которой происходит структурное изменение материала. В производственных условиях температура нагрева должна находиться в определенном интервале, нижний предел которого ^ = — + Д£, где

а- коэффициент линейного расширения материала, - дополнительная температура, обеспечивающая монтажный зазор при надевании детали. С экономической точки зрения температура нагрева должна быть минимальной и контролироваться. При налаженном поточном производстве температуру контролируют временем нагрева, которое определяют опытным путем [49]. При единичном производстве используют термопары. Наиболее стабильным является нагрев в горячих жидкостях, однако этот метод из-за небольших температур можно использовать лишь для посадок со сравнительно малыми натягами. От выбора нагревательного устройства и режима нагрева зависят состояние сопрягаемой поверхности, структура технологического процесса, стоимость выпускаемой продукции. Конструкция нагревательных устройств определяет возможность механизации и автоматизации процесса сборки. Наиболее рационально применение индукционного нагрева, который обеспечивает высокую производительность (рисунок 5). Основными достоинствами теплового метода сборки являются: высокая прочность соединения, исключение повреждений поверхностей при формировании, возможность применения эффективных антикоррозионных покрытий, лучшая, чем при механическом способе, возможность автоматизации сборки.

Характерным для теплового метода формирования соединений с натягом является повышенный коэффициент трения при распрессовке, что объясняется сохранением микронеровностей и более плотным контактом сопрягаемых поверхностей [14, 47]. По сравнению с прессовыми соединениями коэффициент трения при термической запрессовке увеличивается от 1,3 до 1,7 раза в зависимости от натяга [21].

Исследования [30, 72] подтвердили известное положение о том, что тепловая сборка соединений с натягом, не увеличивая напряженного состояния деталей, повышает прочность сопряжений, что дает возможность снизить натяги, уменьшить габаритные размеры узлов, исключить применение дорогого прессового оборудования.

К недостаткам этого метода относятся: необходимость естественного или принудительного охлаждения узла перед последующей обработкой, необходимость применения прессового оборудования увеличенной мощности для распрессовки вследствие повышенной прочности тепловых соединений, возможность появления окалины и остаточных температурных напряжений, образование в ряде случаев зазора между торцами смежных деталей, расположенных на одном валу [68, 73].

Вал

Вид /1 (31)

Рисунок 5 - Процесс индукционной термозапрессовки

Способ сборки с охлаждением детали имеет ряд преимуществ перед тепловой сборкой, так как исключается вредное воздействие высоких температур на сопрягаемые детали. Кроме того, для охлаждения требуется меньше времени, чем для нагрева [21].

Прочность соединений, собранных с охлаждением, в 2-2,5 раза выше прочности соединений с механической запрессовкой и на 10-15 % выше, чем при тепловой сборке [9].

Ввиду существующих особенностей физико-технических характеристик титановых сплавов применение термического метода сборки-разборки соединения с натягом не рационально [53, 88]. Низкий коэффициент теплопроводности и линейного расширения [62] приводит к значительным, более чем в 1,5 раза, энергозатратам в сравнении со стальными деталями.

Способ сборки-разборки с применением центробежных сил [71] является на сегодняшний день новым, сложным и более трудоемким процессом формирования соединений с натягом. Раскрытие стыка в соединении обеспечивается возникающими центробежными силами при вращении втулки с определенной скоростью (рисунок 6) [51].

Рисунок 6 - Процесс сборки-разборки с помощью центробежных сил: м> -

Вал

Втулка

Ввиду меньшей характеристики плотности титана достижение необходимого монтажного зазора будет осуществляться при более высоких (в 1,7 раза) скоростях вращения охватывающей детали по сравнению со стальными.

Все большее распространение получает гидропрессовый способ сборки и разборки соединений, осуществляемый с помощью нагнетания масла в зону соединения (рисунок 7) [1].

Давление масла должно превосходить величину среднего контактного давления на сопрягаемых поверхностях; тогда между деталями образуется пленка масла, которая во много раз снижает коэффициент трения. В результате этого для смещения деталей требуется заметно меньшее усилие, чем при механической запрессовке и распрессовке. Для равномерного распределения масла по соединяемым поверхностям во втулке или на валу делают кольцевую маслораспределительную канавку (рисунок 8). Ее расположение должно предусматривать равномерное распространение масла по обе стороны канавки. Для узлов со втулками постоянной жесткости канавку можно располагать на расстоянии 0,5...0,3 / от торца. Для втулок сложной

Масло от насоса

Втулка

Рисунок 7 - Схема гидропрессовой сборки с подводом масла

конфигурации канавку, как правило, следует располагать в месте наибольшей жесткости втулки и в ряде случаев подбирать опытным путем [52, 58].

Рисунок 8 - Соединение подшипник - вал с маслораспределительной

канавкой

Диаграмма гидрозапрессовки в этом случае имеет два участка (рисунок 9).

длина, мм — — Распрессовка Запрессвока

На первом из них усилие минимальное по величине, на втором, после выхода канавки из сопряжения, усилие скачкообразно возрастает, а затем плавно уменьшается до нулевого значения к моменту полного расформирования соединения. Усилие распрессовки при выходе канавки из сопряжения несколько меньше усилия запрессовки на этом участке вследствие ниличия остаточной пленки масла [52].

При торцевом подводе масла (рисунок 10) диаграмма отличается от рассмотренной выше.

соединения

В этом случае перемещение деталей происходит при постоянном и минимальном усилии на всей длине, а диаграмма представляет собой горизонтальную линии (рисунок 11) [1].

^ Рас •ч прессовка Запрессо вка .

N. •ч •ч V.

ч. V ч.

ч. ч. ч. "ч ч

V ч. ч

длина, мм

— — Распресеовка Запрессовка

Рисунок 11 - Диаграмма запрессовки и распрессовки при подводе масла с

торца соединения

Участок сухого трения практически отсутствует, следовательно, эффект снижение усилия при торцевом подводе масла больше, чем при применении маслораспределительной канавки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Петров, Антон Владимирович, 2013 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Абрамов, И. В. Исследование и совершенствование гидропрессового метода сборки соединений с натягом : автореф. дис. ... канд. техн. наук. -Пермь, 1970.-20 с.

2. Абрамов, И. В. Исследование прочности соединений с автофретированными охватывающими деталями при переменных нагрузках / И. В. Абрамов, Ю. В. Турыгин, В. С. Клековкин // Теория машин металлургического и горного оборудования: прокатные, буровые, и транспортные машины : межвуз. сб. - Свердловск, 1982. - С. 136-140.

3. Абрамов И. В. Высоконапряженные соединения с гарантированным натягом / И. В. Абрамов [и др.]. - Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2002. - 300 с.

4. Абрамов, И. В. Дифференциальный способ создания масляной прослойки при гидропрессовой сборке деталей с натягом / И. В. Абрамов, Б. Ф. Федоров. - Ижевск, 1969.

5. Алямовский, A. A. SolidWorks/COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов. - М.: ДМК Пресс, 2004. - 432 с.

6. Анташев, В. Г. Жаропрочные титановые сплавы. / В. Г. Анташев, Н. А. Ночовная, Т. В. Павлова, В. И. Иванов // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2007. - № 3. - С. 7-8.

7. Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя : в 3 т. Т. 1 / под ред. И. Н. Жестковой. - 9-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 2006. - 928 с.

8. Анухин, В. И. Допуски и посадки : учеб. пособие. - 4-е изд. - СПб.: Питер, 2008.-207 с.

9. Балацкий, JI. Т. Прочность прессовых соединений. - Киев : Техника, 1982. - 151 с.

10. Басов, К. A. ANSYS в примерах и задачах / под общ. ред. Д. Г. Красковского. - М. : Компьютер Пресс, 2002. - 224 с.

11. Басов, К. A. ANS YS: справ, пользователя. - М. : ДМК Пресс, 2005. - 640 с.

12. Басов, К. А. Графический интерфейс комплекса ANS YS. - М. : ДМК Пресс, 2006. - 248 с.

13.Батрак, А. П. Планирование и организация эксперимента : учеб. пособие. - Красноярск : ИПЦ СФУ, 2007. - 60 с.

14. Берникер, Е. И. Посадки с натягом в машиностроении. - JI. : Машиностроение, 1966. - 167 с.

15. Боярский, М. В. Планирование и организация эксперимента : учеб. пособие. - Йошкар-Ола : МарГТУ, 2007. - 144 с.

16. Будагов, Ю. А. Анализ напряжений переходного соединения титан -нержавеющая сталь / Ю. А. Будагов [и др.] // Объединенный институт ядерных исследований. - Дубна (Моск. обл.). - Сер. Е13-2008-58 2008. -8 с.

17. Васильков, Ю. В. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании : учеб. пособие / Ю. В. Васильков, Н. Н. Василькова. - М. : Финансы и статистика, 2002. - 256 с.

18. Гайдышев, И. Анализ и обработка данных : специальный справочник. -СПб. : Питер, 2001.-752 с.

19. Газизов, X. Ш. Расчет соединений с натягом методом конечных элементов / X. Ш. Газизов, А. А. Кузьминых // Изв. вузов. Машиностроение. - 1994. - № 7-9. - С. 58-61.

20. Горынин, И. В. Титановые сплавы для морской техники / И. В. Горынин, С. С. Ушков, А. Н. Хатунцев, Н. И. Лошакова. - СПб.: Политехника, 2007. -387 с.

21.Гречищев И. С. Соединения с натягом : Расчеты, проектирование, изготовление / И. С. Гречищев, А. А. Ильяшенко. - М.: Машиностроение, 1981.-247 с.

22. Григорьева, О. А. Технологическое обеспечение прочности профильных неподвижных соединений упругопластическим деформированием элементов соединения : дис. ... канд. техн. наук. - Омск, 2004. - 141 с.

23. Добровольский, В. И. Сопротивление материалов : учебник / В. И. Добровольский, С. В. Добровольский. - Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2011.-404 с. : ил.

24. Дулотин, В. А. Технология сборки автофретированием и несущая способность соединений с натягом : дис. ... канд. техн. наук. - Ижевск, 1993.- 114 с.

25. Евстифеева, Е. А. Технологическое обеспечение прочностных характеристик соединений с натягом при сборке с анаэробными материалами : автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Пенза, 2009. - 21 с.

26. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / пер. с англ. под ред. Б. Е. Победри. - М. : Мир, 1975. - 541 с.

27. Иванов, М. Н. Детали машин : учеб. для машиностроительных специальностей вузов / М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. - 12-е изд., испр. -М. : Высш. шк, 2008. - 408 с.

28. Ильин, А. А. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства / А. А. Ильин, Б. А. Колачёв, И. С. Полькин. - М. : ВИЛС - МАТИ, 2009. -520 с.

29. Каплун, А. Б. ANS YS в руках инженера : практическое руководство / А. Б. Каплун, Е. М. Морозов, М. А. Олферьева. - М. : Едиториал УРСС, 2003.-272 с.

30. Квитка, А. Л. Напряженно-деформированное состояние тел вращения / А. Л. Квитка, П. П. Ворошко, С. Д. Бобрицкая. - Киев : Наук, думка, 1977. - 209 с.

31.Клованич, С. Ф. Метод конечных элементов в нелинейных задачах инженерной механики // Библиотека журнала «Свгг геотехшки». -Запорожье : Запорожье, 2009. - Вып. 9. - 400 с.

32. Клековкин, В. С. Конструкторско-технологические основы управления нагрузочной способностью соединений с натягом : дис.... д-ра техн. наук. -Ижевск, 1995.-318 с.

33. Клековкин, В. С. Основы конструирования машин : учеб. пособие для механических и электромеханических специальностей вузов : в 2 ч. Ч. I. Теоретические основы / В. С. Клековкин, Ф. Ф. Фаттиев, Б. В. Севастьянов. - 2-е изд., испр. и доп. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003. -268 с.

34. Корсаков, В. С. Основы технологии машиностроения : учеб. для вузов. -М.: Высш. шк., 1974. - 336 с.

35. Крагельский, И. В. Трение и износ. -М.: Машиностроение, 1968.-480 с.

36. Кудрявцев, И. В. Несущая способность прессовых соединений при циклическом изгибе / И. В. Кудрявцев, А. А. Попов, В. М. Тимонин, М. В. Яроменко // Вестник машиностроения. - 1980. - № 11. - С. 5-7.

37. Курносов, Н. Е. Исследование величины фактической площади контакта и ее влияние на качество соединений с натягом : автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М. : МВТУ им. Баумана, 1976. - 26 с.

38. Курносов, Н. Е. Обеспечение качества неподвижных соединений : монография. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2001. - 220 с.

39. Леонов, В. П. Разработка наукоемких ресурсосберегающих технологий соединения разнородных металлов и сплавов с помощью формирования наноструктурированных зон сцепления : отчет о НИР / Министерство образования и науки РФ. -№ 02.523.12.3021 от 01.09.2008.

40. Малинин, Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести : учебник. - 2-е изд. - М. : Машиностроение, 1975. - 400 с.

41. Моисеев, В. Н. Конструкционные титановые сплавы в современном машиностроении // Металловедение и термическая обработка металлов. -2004. - № 3 (585). - С. 23-29.

42. Муслина, Г. Р. Измерение и контроль геометрических параметров

деталей машин и приборов : учеб. пособие / Г. Р. Муслина,

116

Ю. М. Правиков ; под общ. ред. JI. В. Худобина. - Ульяновск : УлГТУ, 2007. - 220 с.

43. Мягков, В. Д. Допуски и посадки : справочник. - Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.; JI. : Машиностроение, 1966. - 770 с.

44. Папшева, Н. Д. Влияние методов упрочняющей технологии на напряжённо-деформированное состояние и релаксацию остаточных напряжений в титановых сплавах / Н. Д. Папшева, О. М. Акушская // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С. П. Королёва (национального исследовательского университета). - 2012. - № 3-1 (34). - С. 52-56.

45. Перфильева, Н. В. Динамическая модель механического контактирования условно-неподвижных соединений : автореф. дис.... д-ра техн. наук. - Томск, 2003. - 39 с.

46.Петренко, В. Р. Сварка титана со сталью / В. Р. Петренко, Л. С. Киреев, В. В. Пешков. - Воронеж : Изд-во Воронеж, гос. техн. ун-та, 2004. - 173 с.

47. Подниколенко, А. В. Динамический упругий контакт в соединениях с натягом в пределах трения покоя: дис.... канд. техн. наук. - Барнаул, 2004. -163 с.

48.Присекин, В. Л. Основы метода конечных элементов в механике деформируемых тел : учебник / В. Л. Присекин, Г. И. Расторгуев. -Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2010. - 238 с. - (серия «Учебники НГТУ»).

49. Протасов, А. В. Повышение качества крупногабаритных соединений с гарантированным натягом при ремонте газовых компрессоров : дис. ... канд. техн. наук. - Иркутск, 2007. - 144 с.

50. Решетов, Д. Н. Детали машин. - М.: Машиностроение, 1989. - 496 с.

51. Синицын, А. Н. Установка для разборки соединений с натягом [Электронный ресурс] / А. Н. Синицын, В. В. Синицына, А. В. Петров // Сборник инновационных проектов. - Ижевский государственный технический университет, 2011. - Ноябрь-декабрь. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

52. Соснович, Э. В. Теоретические основы математического моделирования гидропрессовой сборки соединений с натягом : дис. ... канд. техн. наук. -Ижевск, 1999.- 158 с.

53. Столяров, В. В. Влияние тока на деформационное поведение при растяжении в титановых сплавах // Проблемы машиностроения и автоматизации. - 2013. - № 3. - С. 112-115.

54. Тарасов, А. В. Металлургия титана : учеб. пособие для вузов. - М. : Академкнига, 2003. - 328 с.

55. Трушин, С. И. Метод конечных элементов. Теория и задачи. - М. : Изд-во АСВ, 2008. - 256 с.

56. Турыгин, Ю. В. Нагрузочная способность соединений с автофреттированными охватывающими деталями : дис. ... канд. техн. наук. - Ижевск, 1984. - 188 с.

57. Уотерхауз, Р. Б. Фреттинг-коррозия. - Л. : Машиностроение, 1976.

58. Фаттиев, Ф. Ф. Разработка методов повышения нагрузочной способности и расчета конических соединений : дис. ... канд. техн. наук. - Устинов, 1985.- 136 с.

59. Фёдоров, Н. Н. Теория механизмов и машин : учеб. пособие. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2008. - 224 с.

60. Фролов, Н. В. Теория цилиндрического соединения с натягом, нагруженного крутящим моментом / Н. В. Фролов, Б. С. Цфайс // Изв. вузов. Машиностроение. - 1973. - № 9. - С. 16-20.

61. Хорев, А. И. Титановые сплавы, их применение и перспективы развития / А. И. Хорев, М. А. Хорев // Материаловедение. - 2005. - № 7. - С. 25-34.

62. Хорев, А. И. Основы теории термической, термомеханической обработки и текстурного упрочнения титановых сплавов // Цветные металлы. - 2008. - № 9. - С. 79-85.

63. Хорев, А. И. Результаты фундаментальных и прикладных работ по титановым сплавам и перспективы их развития // Вестник машиностроения. - 2012. - № 5 - С. 47—49.

64. Чечулин, Б. Б. Титановые сплавы в машиностроении / Б. Б. Чечулин, С. С. Ушков, И. Н. Разуваева, В. Н. Гольдфайн ; под ред. Г. И. Капырина. - J1. : Машиностроение, 1977. - 248 с.

65. Чигарев, А. В. ANSYS в руках инженеров : справ, пособие / А. В. Чигарев,

A. С. Кравчук, А. Ф. Смалюк. - М. : Машиностроение-1, 2004. - 512 с.

66. Шаталов, В. К. Антифрикционные наплавки на титановые сплавы /

B. К. Шаталов, И. С. Фатиев, В. И. Михайлов, A. JI. Грошев // Наука и образование : электронное науч.-техн. изд. - 2012. - № 5. - С. 30.

67. Щенятский, А. В. Напряженно-деформированное состояние и нагрузочная способность многослойных соединений с натягом : дис. ... канд. техн. наук. - Ижевск, 1993. - 171 с.

68. Щенятский, А. В. Управление нагрузочной способностью и напряженно-деформированным состоянием прессовых соединений / А. В. Щенятский, И. В. Абрамов, В. С. Клековкин, Ю. В. Турыгин // Вестник Ижевского государственного технического университета. - 2001. - № 4. - С. 5-8.

69. Щенятский, А. В. Напряженно-деформированное состояние и несущая способность высокопрочных прессовых соединений / А. В. Щенятский, И. В. Абрамов, Ю. В. Турыгин // Вестник Ижевского государственного технического университет. - 2001. - № 4. - С. 11-15.

70. Щенятский, А. В. Эволюция развития гидропрессового метода сборки / А. В. Щенятский, И. В. Абрамов, В. Б. Федоров, Н. С. Сивцев, Э. В. Соснович // Интеллектуальные системы в производстве. - 2008. - № 1.-С. 133-153.

71. Experimental plant for interference fit disassembling / I. V. Abramov, A. I. Abramov, A. N. Sinitsyn, V. V. Sinitsynaand, A.V. Petrov // MECHATRONIKA : 14th International Symposium. - 2011. - P. 90-92.

72. Alfredsson, B. Fretting fatigue of a shrink-fit pin subjected to rotating bending : Experiments and simulations // International Journal of Fatigue. - October 2009.-Vol. 31.-Issue 10.-P. 1559-1570.

73. Ast, M. Element Analysis of Shrink-Fit Shaft-Hub Connections // M. Ast, H. Rosle, R. Schenk.

74. Benson, D. J. A Single Surface Contact Algorithm for the Post-Buckling Analysis of Shell Structures / D. J. Benson, J. O. Hallquist // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. - 1990. - Vol. 78, no. 2.

75. Christoph Leyens. Titanium and Titanium Alloys / Christoph Leyens, Manfred Peters. - Wiley. - 2006. - 532 p.

76.Durul Ulutan. Determination of tool friction in presence of flank wear and stress distribution based validation using finite element simulations in machining of titanium and nickel based alloys / Durul Ulutan, Tugrul Ozel // Journal of Materials Processing Technology. - December 2013. - Vol. 213. - Issue 12. -P. 2217-2237.

77. Dusan Stamenkovic. INVESTIGATION OF THE PRESS FIT JOINTS BY THE TRIBOLOGY ASPECT. FACTA UNIVERSITATIS / Dusan Stamenkovic, Slobodan Jovanovic, Milos Milosevic Series // Mechanical Engineering.-2001.-Vol. l,no. 8.-P. 1057-1064.

78. Ferenc Kolonits. The influence of rounded edges on the shaft-hub contact // Periodica polytechnica ser. transp. eng. - 2007. - Vol. 51, no. 1. - P. 35—44.

79. Gangi Setti Srinivasu. Finite Element Modeling of Stress Strain Curve and Micro Stress and Micro Strain Distributions of Titanium Alloys - A Review / Gangi Setti Srinivasu, Narasimha Rao Raja// Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering. - October 2012. - Vol. 11, no. 10.

80. Kulish, E. V. Numerical-analytical Methods in Perfection of Assembly Technique of Joints in Main Machines Units / E. V. Kulish, M. M. Abashev, A. V. Ivannikova, A. V. Schenyatskiy // Pollack Periodica. - 2006. - Vol. 1, no. 2. -P. 71-82.

81. Kulish, E. V. Calculation methods for press-fit polyjoints / E. V. Kulish, Y. V. Turygin // International Symposium Advances in Mechatronics 2007 (AiM 07). 4-6 December 2007 - Brno. - University of Defence. - Czech Republic. -2007.-6 S.

82. Kulish, E .V. Load capacity and mode of deformation of press fit polyjoints. 11-th International Symposium on Mechatronics "Mechatronika 2008" / E .V. Kulish, Y. V. Turygin. - Trencianske Teplice. - Slovakia. - 2008. - P. 41—44.

83. Lewis, R. Comparison of numerical and ultrasonic techniques for quantifying interference fit pressures / R. Lewis, A. Yoxal, M. B. Marshal // J. Mechanical Engineering Science. - Vol. 222. - Part C.

84. Matthew J. Donachie Jr. Titanium: A Technical Guide. Metals Park. - OH: ASM International. - 2000. - 381 p.

85. McGovern Bryan M., Kaufman Glenn A. Interference fit joint and method and indexable ratchet wrench utilizing same : United States Patent 6101907. - URL: http://www.freepatentsonline.com.

86. Moaz H. Ali, Basim A. Khidhir, M.N.M. Ansari, Bashir Mohamed FEM to predict the effect of feed rate on surface roughness with cutting force during face milling of titanium alloy // HBRC Journal. - 2013. - Vol. 9. - Issue 3. - P. 263-269.

87. Nozue Akira. Press-fit Joint Structure : Patent with International Application. -No.: PCT/JP2003/012987. - URL: http://www.wipo.int.

88. P. He. Hot pressing diffusion bonding of a titanium alloy to a stainless steel with an aluminum alloy interlayer / P. He, X. Yue, J.H. Zhang // Materials Science and Engineering : A. - July 2008. - Vol. 486. - Issues 1-2. - P. 171176.

89. Pedro N. Sanchez. Titanium Alloys: Preparation, Properties, and Applications. Materials science and technologies series // Nova Science Publishers, Incorporated. - 2009. - 501 p.

90. Peric, D. Computational Model for 3-D Contact Problems with Friction Based on the Penalty Method / D. Peric and D. R. J. Owen // International Journal for Numercial Method in Engineering. - 1992. - Vol. 35. - P. 1289-1309.

91. Ram P. Goel. Analysis of an Interference-Fit Pin Connection / IEEE

TRUNSACTIONS ON COMFONENTS, HYBRIDS, AND

121

MANUFACTURING TECHNOLOGY. - VOL. CHMT-1, NO. 3. -SEPTJXMBJXR 1978. - P. 248-251.

92. Sellgren Ulf, Bjorklund Stefan and Andersson Soren. A Contact Model for Rough Surfaces : NAFEMS World Congress. - Rhode Island. - USA. - 1999. -April 25-28.

93. Schenyatskiy, A. V. Automation of Assembly of Wheelsets Made by Hydraulic Forging Method // A. V. Schenyatskiy, E. V. Kulish, A. A. Luzgin, A. A. Ivannikova / Engineering MECHANICS. - 2005. - Vol. 12. - № Al. - Brno, Czech Rep. - P. 333-339.

94. White, D. J. Finite-element analysis of stresses in shafts due to interference-fit. / D. J. White, J. Humpherson // The Journal of Strain Analysis for Engineering Design. -1969. - Vol. 4, № 2.

95. Wiera Oliferuk. Thermomechanical coupling in the elastic regime and elasto-plastic transition during tension of austenitic steel, titanium and aluminium alloy at strain rates from 10"4 to 10"' s"1 / Wiera Oliferuk, Michal Maj, Robert Litwinko, Leszek Urbanski // European Journal of Mechanics. - A/Solids. -September-October 2012.-Vol. 35.-P. 111-118.

96. Wriggers, VuVan, and Stein, Finite Element Formulation of Large Deformation Impact-Contact Problems with Friction // Computers and Structures. - 1990.-Vol. 37.-P. 319-331.

97. ANSYS 12.1 Academic Research. ANSYS User's Guide //ANSYS, Inc. 2009.