Повышение усталостной прочности деталей из высокопрочных сталей при производстве и восстановлении ударными методами ППД тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат наук Зык Евгений Николаевич

• Зык Евгений Николаевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Зык Евгений Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Анализ статистики отказов деталей транспортной техники

1.2. Методы повышения надёжности деталей из высокопрочных сталей

1.3. Остаточные напряжения в поверхностном слое деталей при ППД

1.4. Неразрушающие методы контроля деталей при ППД

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Определение методики теоретических и экспериментальных исследований

2.2. Методика проведения испытаний и измерений

2.3. Методика обработки результатов экспериментальных исследований

2.4. Методика оценки параметров регрессионного моделирования, адекватности и информативности полученных моделей

2.5. Определение методики проведения магнитошумового контроля деталей

ВЫВОДЫ

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

3.1. Предпосылки

3.2. Остаточные напряжения в результате деформирования поверхности

3.3. Остаточные напряжения в результате нагрева поверхности

3.4. Определение эксплуатационного коэффициента

3.5. Изменение механических характеристик материала в процессе ППД

3.6. Оценка точности прогноза теоретической модели формирования остаточных напряжений

ВЫВОДЫ

4. ВЛИЯНИЕ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ДРОБЬЮ НА СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНОЕО СЛОЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И ВОССТАНОВЛЕНИИ

4.1. Унификация технологических характеристик процесса обработки дробью

4.2. Влияние циклического нагружения на усталостные процессы в материале

4.3. Влияния предварительного упрочнения и ремонта на характер кривых

нагружения

4.4. Влияния наработки на характер изменения остаточных напряжений в поверхностном слое

4.5. Обеспечение выносливости деталей при производстве

4.6. Обеспечение выносливости деталей при восстановлении

4.7. Шероховатость поверхности после повторного упрочнения во время восстановления

ВЫВОДЫ

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УВЕЛИЧЕНИЮ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКОГО РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ

ПРИ УПРОЧНЕНИИ ДРОБЬЮ

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение усталостной прочности деталей из высокопрочных сталей при производстве и восстановлении ударными методами ППД»

ВВЕДЕНИЕ

Развитие современной техники и системы её технической эксплуатации поставило перед промышленностью и наукой новые задачи.

Во-первых, это обеспечение надёжности изделий, сохранение их прочностных свойств на этапе производства. Поскольку в настоящее время эффективность производства определяется в первую очередь технологическим уровнем процесса и использованием современных методов обработки, то развитие в данном направлении видится в необходимости рационального использования существующих средств и методов, применению новых технологических способов их реализации.

Во-вторых, это восстановление эксплуатационных характеристик деталей в процессе ремонта. К примеру, накопление при эксплуатации усталостных повреждений в поверхностном слое циклически упрочняемых деталей из высокопрочных сталей создаёт предпосылки для создания новых технологий повторного упрочнения.

В-третьих, создание методов и способов технологического контроля свойств поверхностного слоя деталей, подходящих для применения как в процессе изготовления, так и при восстановлении и ремонте.

В настоящее время в конструкциях машин различного типа большое применение находят детали из высокопрочных сталей марок 30ХГСНА, 30ХГСН2А, 35ХГСА, 25Х2ГНТА, ВНС, ВНЛ и др. Стали такого типа применяются при изготовлении высоконагруженных ответственных деталей типа пальцев, осей, болтов, втулок, кривошипов, которые работают в тяжёлых условиях, в том числе при больших знакопеременных нагрузках. Выход из строя таких деталей, к примеру, на транспортной технике, приводит к возникновению аварий и катастроф.

С целью повышения прочностных характеристик таких деталей, увеличения надёжности и долговечности, широкое распространение в современном машиностроении приобрели методы поверхностного

пластического деформирования (ППД). Одним из основных способов упрочнения, относящихся к ППД, является обработка деталей дробью. Дробемётная обработка является одним из наиболее действенных и эффективных методов поверхностного пластического деформирования. Преимуществами такого типа упрочнения являются высокая производительность метода и возможность обработки поверхностей деталей различного сложного профиля и размеров.

Высокая эффективность использования метода обработки дробью деталей машин доказана в работах Плешакова В.В., Серебрякова В.И, Овсеенко А.Н., Суслова А.Г., Бабичева А.П., Лебедева В.А., Попова М.Е., Копылова Ю.Р. и др., а также подтверждается практикой современного машиностроения.

Методы ППД в настоящее время широко применяются в промышленности, и в подавляющем большинстве случаев рассмотрен только процесс упрочнения при производстве. Однако большое количество деталей, отработав плановый межремонтный ресурс, поступают на ремонтные предприятия, в связи с чем встаёт вопрос об эффективности повторного упрочения с целью восстановления прочностных характеристик, продления полного технического ресурса, повышения надёжности изделий.

Таким образом, изложенное выше подтверждает, что тема диссертационного исследования является актуальной и направлена на решение научно-технической задачи по сохранению и повышению прочностных свойств и характеристик деталей из высокопрочной стали как при производстве, так и при восстановлении в процессе эксплуатации, с помощью ударных методов ППД.

Научная новизна.

1. Выявлены закономерности изменения свойств поверхностного слоя деталей в процессе эксплуатации и повторного ППД при ремонте -дополнительная упрочняемость деталей в начальный период наработки с

последующим лавинообразным накоплением усталостных повреждений; смещение вглубь поверхности основных усталостных процессов в результате повторной обработки.

2. Предложена математическая модель процесса формирования эквивалентных остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя и прочностных свойств деталей в процессе упрочения ППД при производстве, эксплуатации и ремонте, учитывающая усталостные процессы, происходящие в детали во время наработки.

3. Для эффективного проведения процедур повторного упрочнения посредством ударных методов ППД с целью повышения усталостной прочности деталей определена рекомендуемая величина назначенного ресурса.

4. Экспериментальным путём установлено различие режимов обработки деталей дробью на этапе производства и на этапе восстановления с целью повышения уровня усталостной прочности.

Теоретическая и практическая ценность работы заключаются в исследовании, разработке и апробации технологии обработки дробью деталей из высокопрочных сталей типа 30ХГСН2А как при производстве, так и в процессе эксплуатации с целью повышения усталостной прочности деталей, увеличения их ресурса и надёжности. Предложено использование обобщающего технологического фактора процесса упрочнения деталей дробью, позволяющего унифицировать процесс обработки для упрочнительных устройств различного принципа действия. Предложена методика неразрушающего контроля накопления усталостных повреждений поверхностного слоя деталей при изготовлении, эксплуатации и ремонте, основанная на магнитошумовом эффекте.

Реализация результатов работы. Технологические рекомендации по режимам упрочнения деталей из высокопрочных сталей при производстве и восстановлении внедрены на предприятиях отрасли: на ПАО «КАМАЗ» и АО

«Ремдизель», что подтверждается соответствующими актами. Теоретические и методические разработки внедрены в учебный процесс МТУ при подготовке бакалавров и специалистов (специальность 23.05.01). «Наземные транспортно-технологические средства».

Положения, выносимые на защиту.

1. Технологическое обеспечение повышения величины усталостной прочности деталей из высокопрочных сталей путём применения повторной упрочняющей обработки дробью в процессе эксплуатации при достижении назначенного ресурса.

2. Математическая модель процесса формирования эквивалентных остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя деталей из высокопрочных сталей в процессе упрочения ППД при производстве, эксплуатации и ремонте, учитывающая усталостные процессы, происходящие в детали во время наработки.

3. Совокупность научных положений, определяющих необходимость коррекции режимов ППД в процессе последующего упрочнения при изготовлении и технической эксплуатации деталей из высокопрочных сталей типа 30ХГСН2А.

4. Технологические условия упрочнения деталей из высокопрочных сталей на этапах производства и восстановления, обобщённые для упрочнительных устройств различного типа, позволяющие повысить уровень усталостной прочности деталей и снизить вероятность их разрушения в процессе эксплуатации.

Достоверность полученных результатов обеспечивается сопоставлением теоретических результатов с экспериментальными данными, в том числе с результатами исследований других авторов, а также успешной реализации разработанной технологии в производстве, применением отработанных методов и технических средств.

Личный вклад автора. Автором лично выполнен весь объём экспериментальных исследований, проведены необходимые расчёты, обработка результатов и их анализ, разработаны обоснованные теоретической базой технологические основы процессов первичного и повторного упрочнения деталей из высокопрочных сталей дробью соответственно при производстве и в ходе проведения ремонтных процедур.

Апробация работы. Основные положения апробированы на международной научной конференции ИМАШ РАН "Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении", Москва, 2012 г.

На научно-практической конференции «Актуальные проблемы приборостроения, информатики и социально-экономических наук», Москва, МГУПИ, 2013 г.

На международных научно-технических конференциях «Информатика и технология», Москва, МГУПИ, 2014 г.; «Информатика и технологии. Инновационные технологии в промышленности и информатике», Москва, 2015 г.

На 64 научно-технической конференции МГУИТРЭ (МГУПИ), Москва, 2015 г.

На научно-методических семинарах кафедр "Технология машиностроения", «Транспортные средства и бортовые информационно-управляющие системы», МТУ, 2012-2016гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 4 в рецензируемых изданиях, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка использованных источников, приложения. Общий объём работы составляет 150 страниц, в том числе 2 таблицы, 46 рисунков, 131 наименование литературных источников, приложение.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Анализ статистики отказов деталей транспортной техники

При эксплуатации многие детали транспортной техники подвергаются постоянному воздействию целого ряда факторов, которые негативно влияют на их техническое состояние, ухудшают эксплуатационные характеристики. Так, например, ответственные детали шасси летательных аппаратов испытывают воздействие как статических, так и динамических эксплуатационных нагрузок [31]. Негативным следствием их воздействия является возникновение знакопеременных напряжений, которые приводят к усталостному разрушению деталей [106, 71]. Основным признаком, доказывающим усталостный характер разрушения детали, является выход их из строя по причине наличия трещин (рис.1Л-1.2), общего износа поверхности и характерных усталостных линий, рубцов, ступенек и др. на поверхности детали [54]. Применительно к транспортной технике, выход из строя деталей может привести не только к авариям, но и к катастрофам [40].

Рис.1.1. Характер разрушения косынки поперечины грузового автомобиля КАМАЗ

Рис.1.2. Характер разрушения кронштейна рессоры моста грузового автомобиля КАМАЗ

В конструкциях современных транспортных средств используется большое количество деталей, выполненных из различных типов сталей и сплавов. Так, например, широкое распространение в авиационной технике и в автомобилестроении получили конструкционные стали типа 30ХГСН2А, 30ХГСА, 25Х2ГНТА, 40ХСН2МА и др. Они относятся к группе среднелегированных высокопрочных сталей. К преимуществам вышеуказанных марок сталей стоит отнести высокую прочность, вязкость и пластичность. Из данных марок стали производятся высоконагруженные детали типа балок, работающих на срез шпилек и осей, роликов, пальцев гусеничных машин, а также крепёжных изделий, подвергающихся осевой нагрузке [23, 35, 51, 53]. Однако, несмотря на неоспоримые достоинства, существует и ряд недостатков, а именно: высокая склонность к концентраторам напряжений, чувствительность к усталостным нагрузкам и воздействию коррозионных сред [1, 13, 82, 104].

Статистика показывает, что в транспортной технике (наземной и авиационной) подавляющее большинство неисправностей и отказов происходят в несущей системе, а также в системе шасси, где детали подвергаются силовому усталостному нагружению (рис. 1.3) [23, 35, 51].

Так, согласно данным одного из авиаремонтных предприятий, в ходе квартального ремонта по техническому состоянию [17] было заменено в

общей сумме 543 детали из высокопрочных сталей типа 30ХГСНА и 30ХГСН2А, среди которых 253 болта, 92 кардана, 38 осей, 38 пальцев и 77 штоков из состава узлов и механизмов несущих систем и шасси. Все вышеперечисленные детали были заменены по причине износа, наличия трещин и задиров. Соотношение причин замены деталей транспортной техники представлено на рис.1.4.

Рис.1.3. Распределение неисправностей узлов и механизмов авиационной техники: 1 - несущая система, 2 - шасси, 3 - гидросистема, 4 -силовая установка, 5 - прочие системы.

Рис.1.4. Распределение типов неисправностей узлов и механизмов авиационной техники: 1 - наличие трещин, 2 - износ, 3 - задиры.

Статистка отказов и повреждений автомобильной техники (КАМАЗ -43501) при маршевых испытаниях [75] показана на рис.1.5.

Рис.1.5. Распределение отказов и повреждений по узлам и механизмам автомобиля КАМАЗ-43501 при проведении маршевых эксплуатационных испытаний.

Анализируя статистику, можно сделать вывод о недостаточной эффективности существующих средств и методов упрочнения деталей с целью предотвращения возникновения усталостных разрушений и повышения ресурса изделий. Повышение величины усталостной прочности деталей из высокопрочных сталей возможно путём оптимизации существующих методов упрочнения.

На ремонтных предприятиях узлы и агрегаты техники проходят своевременное техническое обслуживание. Соответственно, эти же детали по прошествии некоторого периода времени, отработав назначенный ресурс, приходят на ремонтные предприятия с целью восстановления в ходе ремонта [43]. Согласно системе технического обслуживания и ремонта авиационной техники [27], различают две стратегии ремонта - по наработке и по техническому состоянию. Учитывая вышеуказанные недостатки высокопрочных сталей, целесообразным является восстановление деталей из этих марок сталей в процессе ремонта по наработке. Другими словами, предпочтительной является стратегия, согласно которой ремонт деталей осуществляется в зависимости от наработки с начала эксплуатации - т.е. включение процедуры повторного упрочнения в систему планового технического обслуживания (ТО) или сезонного обслуживания (СО) техники. Использование такого подхода позволяет предупреждать возможные дефекты, не дожидаясь их появления, что позволит снизить вероятность аварийных ситуаций, связанных с выходом техники из строя. В свою очередь, это приводит к повышению экономической эффективности предприятия, эксплуатирующего технику, поскольку стоимость операций планового ТО или СО несоизмеримо меньше издержек на исправление аварийных ситуаций, связанных с ремонтом. Особенно это актуально для предприятий, использующих технику сезонного назначения (снегоуборочные, поливальные машины, трактора, комбайны и пр.), поскольку отказ единицы техники в период интенсивной эксплуатации (в

сезон) приводит к значительным издержкам и возможному срыву работ. В связи с этим остро встаёт вопрос об эффективности и целесообразности повторного упрочнения данных деталей во время процедуры восстановления.

1.2. Методы повышения надёжности деталей из высокопрочных сталей

В транспортном машиностроении с целью повышения ресурса деталей давно и успешно используется отделочно-упрочняющяя обработка [69, 126], в частности, поверхностное пластическое деформирование (ППД).

Достоинства ППД:

- при обработке деталей, помимо отделки поверхности происходит упрочнение поверхностного слоя, что позволяет не нарушить волокна металла и способствует образованию мелкозернистой структуры металла;

- текстура в поверхностном слое;

- отсутствие шаржирования обрабатываемой поверхности абразивными частицами шлифовальных кругов и полировочных паст;

- отсутствие термических дефектов;

- благоприятная микрогеометрия обработанной поверхности (при обработке достигаются минимальные параметры шероховатости поверхности);

- возникновение благоприятных сжимающих остаточных напряжений в поверхностном слое;

- плавное и стабильное повышение микротвердости поверхности [35, 82, 109, 127].

Использование методов ППД с учётом назначения оптимального режима обработки позволяет улучшить эксплуатационные свойства деталей, в частности повысить износостойкость, сопротивление усталости и контактной выносливости [7, 91, 102, 106].

Среди методов ППД различают:

- упрочнение дробью;

- обкатывание роликами;

- алмазное выглаживание;

- ультразвуковое упрочнение;

- упрочнение вращающимися металлическими щетками;

и др. [43, 79, 90, 94, 102]

Методы поверхностного пластического деформирования деталей широко освещены в работах таких учёных, как Сулима A.M. [106], Саверин М.Н. [97], Суслов А.Г. [108], Анисимова И.В. [4], Туманов С.И. [114], Хворостухин A.A. [94], Овсеенко А.Н. [75], Рыковский Б.П. [103], Папшев Д.Д. [83], Кудрявцев И.В. [95], Лебедев В.А. [65, 66, 98], Попов М.Е. [98], Бабичев А.П. [123] и других иследователей.

Применение методов поверхностного пластического деформирования деталей приводит к повышению износостойкости и предела выносливости деталей в среднем в 1,5...2 раза, а контактной прочности на 30...40% [31].

При выборе метода обработки в первую очередь необходимо учитывать эксплуатационные характеристики деталей, которые определяют параметры качества их поверхностного слоя и конструктивные особенности.

По причине того, что в современной транспортной технике подавляющее большинство деталей имеет сложный профиль наружной поверхности, наиболее подходящим методом обработки является упрочнение дробью [39, 41]. Дробеупрочнительная обработка может проводиться при помощи дробемётных устройств, оснащённых центробежным дробемётным колесом, которое придаёт кинетическую энергию дроби, а также пневмодинамических упрочнительных устройств пистолетного типа, принцип работы которых заключается в разгоне потока дробинок при помощи централизованной системы сжатого воздуха [36]. Обработке дробью могут подвергаться все поверхности деталей, либо только участки концентраторов напряжений. Компактность устройств местного упрочнения позволяет использование методов при упрочнении изделий без их

расстыковки и демонтажа. Местное упрочнение иногда может оказаться значительно производительнее и дешевле, чем объёмное [123].

Процесс дробемётной обработки изложен в работах Кудрявцева И.В.[95], Саверина М.М. [104], Папшева Д.Д. [83, 84], Петросова В.В. [85] и других ученых.

Но стоит сказать, что использование этих методов упрочнения при одинаковых режимах обработки в качестве инструмента восстановления деталей при ремонте не имеет практического смысла. Основным недостатком данной традиционной схемы упрочнения является невозможность своевременного изменения режима обработки с целью формирования необходимых эксплуатационных качеств. Помимо этого, применение однотипных режимов часто приводит к явлению перенаклёпа при процессе упрочнения, при котором благоприятные остаточные напряжения сжатия смещаются вглубь поверхностного слоя детали, а над ними образуются остаточные напряжения растяжения, что, соответственно, приводит к преждевременному разупрочнению детали.

В настоящее время процесс ремонта и восстановления деталей на специализированных предприятиях объединяет следующие методы:

• обработка резанием

• абразивная обработка (шлифование, хонингование и др.)

• сварка

• наплавка

• нанесение гальванических покрытий

• ремонт клёпкой

Восстановление эксплуатационных характеристик деталей методами поверхностного пластического деформирования практически не предлагается, либо упоминается в ограниченном виде и сводится к использованию выглаживания рабочих поверхностей деталей. Таким

образом, вопрос эффективности и целесообразности повторного упрочнения деталей дробью во время ремонта и восстановления нуждается во всестороннем рассмотрении. В связи с этим предлагается исследование эффективности использования ударного упрочнения дробью на этапе восстановлении деталей, которые отработали свой назначенный ресурс.

Сущность предлагаемого метода заключается в упрочнении деталей дробью при производстве на оптимальных режимах, гарантирующих высокий уровень прочностных характеристик, и повторной обработкой при восстановлении с целью получения необходимых для дальнейшей эксплуатации свойств и параметров, позволяющих повысить вероятность безотказной работы и эффективный технический ресурс изделий. Общая схема реализации предлагаемого метода представлена на рис.1.6.

Рис.1.6. Схема реализации процесса упрочнения при производстве и восстановления деталей после эксплуатации посредством обработки дробью: К - контроль, КХ - характеристики качества поверхностного слоя, ЭХ -эксплуатационные характеристики деталей.

1.3. Остаточные напряжения в поверхностном слое деталей при ППД

Одним из основных параметров поверхностного слоя детали являются остаточные напряжения (ОН). Остаточные напряжения оказывают большое влияние на прочностные свойства деталей, и однородное неблагоприятное

распределение эпюры ОН может привести к разупрочнению, появлению микротрещин, и, в конечном счёте, разупрочнению детали.

Процесс аналитического расчёта остаточных напряжений является довольно сложным, а в некоторых случаях и вовсе невозможным, по причине наличия многих факторов, непосредственно влияющих на конечный результат. Тем не менее, существует множество теорий расчёта ОН в поверхностном слое деталей после упрочнения методами ППД.

Согласно методу Дрозда М.С. [26, 27], аналитическая методика определения остаточных напряжения основывается на зависимости от глубины наклёпанного слоя, интенсивности деформации в центре отпечатка дроби на поверхности детали и интенсивности напряжений, а также свойств обрабатываемого материала. Различают три степени глубины залегания ОН в поверхностном слое:

1) в пределах наклёпанного слоя, т.е. 0 - Н — К:

^(Н) = [(1 -V С,(» - К) - (1.1)

2) глубже поверхностно слоя, т.е. К — Н — 2 :

^(Н) = -[С, (г - К) + |к,0, (1.2)

3) в пределах наклёпанного слоя, но с учётом максимального значения ОН в области подповерхностного слоя, т.е. 0 - Н — Н5:

0/м 0 /1 Н ^,0(НР -,

аДН)=^,0(1 - —^—Н, (1.3)

где Н - текущая координата;

К - глубина слоя наклёпа;

к0 - глубина распространения сжимающих напряжений; - глубина залегания максимальных сжимающих напряжений при

их спаде на глубине 0 - к — кк5; 2, - толщина детали;

С1 - коэффициент, рассчитывающийся по формуле:

С - 4"(1-4)

<,0 - нагрузочные напряжения на поверхности, рассчитываются по формуле:

<,0

< ---к; (1.5)

1 - С, -1 4,

<,0 - интенсивность напряжений, рассчитывающаяся по формуле:

<- Ъ+Щ0-8р); (1.6)

Е' - модуль упрочнения в пластической области, рассчитывается по формуле:

Г .

8,-8

к р

Е-

(1.7)

8р - равномерность деформации в зависимости от пластической твёрдости обрабатываемого материала.

Метод расчёта Торбило В.Н. [118,119], также как и Смелянского В.М. [108,109], базируются на утверждении, согласно которому сумма тензоров

пластических напряжений < и упругой разгрузки <у и составляют

остаточные напряжения в поверхностном слое <0. Данное утверждение известно как теорема Генки: остаточные напряжения равны разности между истинными напряжениями в упругопластическом теле и теми напряжениями,

которые создавались бы в нём при предположении об идеальной упругости материала [64]. Таким образом, в математическом виде данная теорема выглядит следующим образом:

°о = 0». '

(1.8)

где - тензор пластических напряжений,

- тензор упругой разгрузки.

Отличие теорий расчёта заключается в методе определения осевых и тангенциальных составляющих остаточных напряжений.

Так, по методу Торбило, остаточные напряжения в осевом и тангенциальном направлении определяются при помощи следующих зависимостей:

^. ост. ^х.н. ^х. р.

^1.ост. аг.н. ^г.р '

(1.9)

где ахн - упругопластические напряжения нагрузки в осевом направлении;

- упругопластические напряжения нагрузки в тангенциальном направлении.

Эти напряжения определяются следующим образом:

х.н. тах 1 г) 2

1 -Рн 1

1-

'1

+ 2У(Ь(«). - К(г).)■

-2^1

1 -

Р 2\

1 ~ - / Р + У -

1+У

т.

1+У

V Р2

а = - Р

х.п мах

Р н

1 -Р н 2

Р н 2 + У2 (2-Р н 2) _ь (¿)

-1 +-,-\ ' - 2уЛ4^ +

Р/а/^Л/РТ^ рн

+

2уК(4 + 2/

1 -

П 2-2

+ у2 (ь(4 - К(4)

1+у

(1.10)

Величины упругих напряжений разгрузки в осевом (ахр) и тангенциальном (а^р) направлениях определяются на основании максимальных напряжений Рмах (МПа), возникающих в зоне контакта инструмента и обрабатываемой поверхности, а также при помощи эллиптических интегралов Рн,Рр,у,Ь(/)р,Ь(/)н,К(^)р,К(^)н (I и II рода).

Помимо этого, зависимость учитывает переменный коэффициент Пуассона и* (определение которого базируется на методике переменных параметров упругости):

а _ =- Р

Р,

х.р

мах 2

1 - р р

1 -

Р р2 + у2

+

1 + у

2у(Ц/)р - К(/)р)-

2/

Р Р 1

Р Р 2 + у + у + у

1 + у

р р2

К(4

V Рр

а =- Р

х.р мах

Р г

1 -Р,

, Р Р 2 + у2 (2-Р Р 2 ) 4М р

1 +-, у ,_-1— - 2у—Л +

Р Р 2а/1+у\/ Р р2 + у2

Рр

+ 2уК(/) р + 2/

И 2 -2

^ + у2 (ь(,) р - К(е)р)

1 + у

(1.11)

По методу Смелянского определяются осевые ахост (к) и

тангенциальные агост (к) ОН, зависящие от текущей глубины

поверхностного слоя к. Также учитывается гидростатическое напряжение в зоне контакта а( к) (МПа) и предел текучести К (МПа) исследуемого материала при сдвиге:

1

2

а х.ост (ь)=о(ь)-К. 51л[2е(Ь)].

а z.ocт (Ь)=ах.ост (Ь)/2 , (1-12)

где ее к) - угол скольжения между касательной к линии скольжения семейства а и осью ОХ.

2а м • Ьр • ED

ах.ост(Ь = 0) = -2Кмах +——^--т + 0,5ТН •ат • Е

(ё + ^ )Л ED + 1 1

С

V

2

а— • • ED

аz.oCT(Ь = 0) = -КМах + ^ - р-— + 0,5Тн •ат • Е (1.13)

С

ED ^ 1

V

2

где Ктах - предел текучести при максимальной деформации сдвига,

МПа;

а

N

- напряжение на площадке контакта, МПа;

кр - максимальная глубина внедрения рабочего тела в упрочняемую поверхность, м;

ЕБ - расстояние между границей очага деформирования на поверхности и точкой выхода рабочего тела из соприкосновения с упрочняемой поверхностью, м;

d , - геометрические характеристики контактных пятен, м.

В основе теории Кравченко Б.А. [61] лежит метод переменных параметров упругости Биргера [10,11], согласно которому уравнения пластичности представляются в качестве уравнений упругости. По данному методу расчёта, для определения остаточных напряжений в поверхностном слое следует, согласно методу последовательных приближений, определить интенсивности напряжений аПп * (МПа) на каждом п-ом этапе приближения. Помимо этого, учитывается текущее напряжённое состояние поверхности,

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зык Евгений Николаевич, 2018 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Авиационные материалы: Справочник. / Отв. ред. Туманов А.Т. Изд. 6-е, перераб. и доп. Том 1. М.: Машиностроение, ОНТИ, 1975.

2. Адлер, Ю. П. Введение в планирование эксперимента / Ю. П. Адлер. - М.: Изд-во «Металлургия», 1968. - 155 с.

3. Алешин, Н.П. Методы акустического контроля металлов / Н.П. Алешин, В.Е. Белый, А.Х. Вопилкин и др.: Под ред. Н.П. Алешина. - М.: Машиностроение, 1989. - 456 с.

4. Анисимова, И.В. Поверхностный наклеп высокопрочных материалов. / И.В. Анисимова, Э.М. Радецкая, И.В. Фишеров. - М.: ВИАМ, 1971. -207 с.

5. Аракелов, П.Г. Разработка средств и метода магнитных шумов для контроля механических напряжений в плоских изделиях из ферромагнитных сталей: дис. ... к.т.н. - М.: МГУПИ, 2013. - 120 с.

6. Ахмеджанов, P.A. Физические основы магнитного неразрушающего контроля: Конспект лекций / P.A. Ахмеджанов. - Омск: Омский гос. Ун-т путей сообщения, 2004. - 69 с.

7. Балтер, М.А. Упрочнение деталей машин. / М.А. Балтер. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Машиностроение, 1978. - 184 с.

8. Барашков, В.Н. Основы теории упругости : учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности (направлению) 271101 "Стр-во уникальных зданий и сооружений" / В. Н. Барашков /и др./ ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования "Томский гос. архитектурно-строит. ун-т". - Томск : Изд-во ТГАСУ, 2012. - 183 с.

9. Барсуков, В.К. Исследование преобразователей, основанных на эффекте Баркгаузена, и их применение в неразрушающем контроле: дис. ... к-та техн. наук/ В.К. Барсуков. - М.: 1979.

10. Биргер, И.А. Остаточные напряжения. / И.А. Биргер. - М.: Машгиз, 1963.

11. Биргер, И.А., Сопротивление материалов. Учебное пособие. / И.А. Биргер, P.P. Мавлютов. - М.: Наука, 1986. - 560 с.

12. Вейцман, М.Г. Упрочнение титановых сплавов поверхностным пластическим деформированием / М.Г. Вейцман, В.Г. Вайнштейн // "Вестник машиностроения", 1975. - с. 73-75.

13. Вульф, Б.К. Авиационное материаловедение: Учебник для авиац. вузов и фак. / Б. К. Вульф, К. П. Ромадин. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва : Машиностроение, 1967. - 391 с.

14. Герасимов, В.Г. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами / Герасимов В. Г., Останин Ю. А., Покровский

A. Д. и др. — М.: Энергия, 1978.— 216 с.

15. Горяинов, В. Б. Математическая статистика: Учеб. для вузов /

B.Б. Горяинов, И.В. Павлов, Г.М. Цветкова и др.; Под ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. - 424 с.

16. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2005. - 22 с.

17. ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2007. - 11 с.

18. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 40 с.

19. ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 22 с.

20. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2005. - 6 с.

21. ГОСТ Р 56542-2015. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2015. - 26 с.

22. Давиденков, H.H. Избранные труды: в 2-х т. Т. 1. Механические свойства материалов и методы измерения деформаций. / H.H. Давиденков. -Киев: Наукова думка, 1981. —704 с.

23. Диагностика и ремонт грузовиков и прицепной техники. Цены: [Электронный ресурс] // Грузовой автосервис в ЮВАО Москвы. М., 20092017. URL: http://sasl.ru/tseny.html. (Дата обращения: 15.09.2016).

24. Долгов, В.А., Повышение долговечности деталей из высокопрочных сталей комбинированным выглаживанием: дис. ... к-та техн. наук / В.А. Долгов. - М., 2007.

25. Драйпер, Н. Прикладной регрессионный анализ / Н. Драйпер, Г. Смит. - М.: Статистика, 1973. - 392 с.

26. Дрозд, М.С. Исследование глубины наклепанного слоя и интенсивности пластической деформации при вдавливании сферического пуансона произвольной кривизны. / М.С. Дрозд, A.A. Федоров // В сб. "Повышение прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием". - М.: ЦНИИТМАШ, 1975. - № 8. - С. 69 -74.

27. Дрозд, М.С. Расчет глубины распространения пластической деформации в зоне контакта тел произвольной кривизны. / М.С. Дрозд, A.B. Федоров, Ю.И. Сидякин // Вестник машиностроения, 1971. - № 1. - С. 20 -23.

28. ДС 54-003-025-89. Инструкция. Система технического обслуживания и ремонта авиационной техники. Термины и определения [Текст]. - М.: Министерство гражданской авиации СССР, 1989.

29. Дьяконов, В.П. Новые информационные технологии: Учебное пособие / В. П. Дьяконов и др.; под ред. В. П. Дьяконова. - М.: СОЛОН-Пресс, 2005. 640 с.

30. Дьячков, Ю. А. Моделирование технических систем: Учебное пособие / Ю. А. Дьячков, И. П. Тропцев, М. А. Черемшанов. - Пенза: «Транспортные машины», 2011. - 239 с.

31. Ершов, A.A. Технологические возможности и перспективы применения различных методов упрочнения деталей. / A.A. Ершов, A.B. Никифоров, В.И. Серебряков. - М.: ВНИИТЭМР, 1985. - 48 с.

32. Житомирский, Т.Н. Конструкция самолетов : /Учеб. для авиац. специальностей вузов/ / Г. И. Житомирский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1995. - 415 с.

33. Зедгинидзе, И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем / И.Г. Зедгинидзе ; АН СССР, Науч. совет по комплексной проблеме "Кибернетика". - Москва : Наука, 1976. - 390 с.

34. Зорчев, С.Н. Общая технология кузнечно-штамповочного производства: Учеб. для сред. ПТУ. / С.Н. Зорчев, В.Н Кузьминцев; 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш.шк., 1986. - 87с.

35. Зык, E.H. Аналитическая оценка распределения эпюры остаточных напряжений по глубине поверхностного слоя деталей из высокопрочных сталей при 1111Д. / E.H. Зык, В.В. Плешаков // «Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки» №2 (38). - Пенза: 2016 - с.136-147.

36. Зык, E.H. Влияние отделочно-упрочняющей обработки дробью на прочностные свойства и характеристики деталей из высокопрочных сталей при производстве и восстановлении. / E.H. Зык, В.В. Плешаков // «Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки» №1 (37). - Пенза: 2016 - с.138-148.

37. Зык, E.H. Влияние технологических факторов комбинированной дробемётной обработки на величину Э.Д.С. от скачков Баркгаузена. / E.H. Зык, Е.А. Егорушкин, В.В. Плешаков // Вестник Московского

государственного университета приборостроения и информатики. Выпуск №51. Серия «Машиностроение». - М.: МГУПИ, 2014. - с.5-8.

38. Зык, E.H. Закономерности формирования потока дроби в упрочнительных устройствах различного типа / E.H. Зык, В.В. Плешаков // Вестник Московского государственного университета приборостроения и информатики. - 2013. - №45. - с. 40-48.

39. Зык, E.H. Закономерности формирования свойств поверхностного слоя деталей при дробемётной обработке. / E.H. Зык, В.В. Плешаков // Сборник трудов научно-практической конференции «Актуальные проблемы приборостроения, информатики и социально-экономических наук». Серии: «Информационные технологии, математическое моделирование», «Наукоёмкие технологии в машиностроении».- М.: МГУПИ, 2013. - с.145-149.

40. Зык, E.H. Магнитошумовой контроль остаточных напряжений после обработки деталей дробью. / E.H. Зык, В.В. Плешаков, С.М. Симановский // Информатика и технология: Международный сборник: 75-летие кафедры «Автомобиле- и тракторостроение» Выпуск XVIII. - М.: МГУПИ, 2012 - с.77-80.

41. Зык, E.H. Магнитошумовой контроль остаточных напряжений после обработки деталей дробью. / E.H. Зык, Е.А. Егорушкин // Информатика и технология: Межвузовский сборник научных трудов: Материалы научно-технической конференции Московского государственного университета приборостроения и информатики. Выпуск XX. - М.: МГУПИ, 2014. - с.215-218.

42. Зык, E.H. Неразрушающий контроль остаточных напряжений. / E.H. Зык, Е.А. Егорушкин, В.В. Плешаков // Вестник Московского государственного университета приборостроения и информатики. Выпуск №51. Серия «Машиностроение». - М.: МГУПИ, 2014. - с.8-11.

43. Зык, E.H. Оценка возможности повышения уровня усталостной прочности деталей в период эксплуатации ударными методами ППД. / E.H. Зык // «Современные наукоёмкие технологии» №11 (ч.1). - М.: Издательский дом «Академия естествознания», 2016. - с.36-40.

44. Зык, E.H. Повышение усталостной прочности деталей при ремонте. / E.H. Зык, В.В. Плешаков, Д.А. Албагачиев // Научные труды II Международной научной конференции «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении» - М.: ИМАШ РАН, 2012. -с.365-368.

45. Зык, E.H. Эффективность поверхностного пластического деформирования деталей из высокопрочных сталей при ремонте. / E.H. Зык, В.В. Плешаков, А.Н. Шурпо // «Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки» №4(36). - Пенза: 2015 - с.109-117.

46. Зюзин, A.B. Экономика автотранспортного предприятия : учеб.-метод. Пособие / A.B. Зюзин. - Пермь: Изд-во перм. нац. исслед. политехи. ун-та, 2012. - 123 с.

47. Иванов, С.М. Влияние остаточных напряжений и наклёпа на усталостную прочность / С.М. Иванов, Ф.П. Павлов // Проблемы прочности. -1976., №5, с.25

48. Иванова, B.C. Природа усталости металлов. / B.C. Иванова, В.Ф. Терентьев. - М.: Металлургия, 1975. - 451 с.

49. Калиниченко, Н.П. Визуальный и измерительный контроль: учебное пособие для подготовки специалистов I, II и III уровня / Н.П. Калиниченко, А.Н. Калиниченко; Томский политехнический университет. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 300 с.

50. Каневский, И.Н. Неразрушающие методы контроля: учеб. пособие / И.Н. Каневский, E.H. Сальникова. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. - 243 с.

51. Карякина, М.И. Лабораторный практикум по техническому анализу и контролю производств лакокрасочных материалов и покрытий: Учебное пособие для техникумов / М. И. Карякина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1989. - 208 с.

52. Кафтарев, В.П. Повышение противозадирной стойкости деталей поверхностным пластическим деформированием: дис. ... к-та техн. наук / В.П. Кафтарев. - М.: МГУПИ, 2007. - 200 с.

53. Комаров, В.А. Расчёт характеристик упруго-пластического контакта при ударе / В.А. Комаров, В.И. Серебряков // ВНИИТЭМР, Депонированные научные работы, №8 (178), 1986. - с.80.

54. Конструкционные материалы : Справочник / Б. Н. Арзамасов и др.; Под общ. ред. Б. Н. Арзамасова. - М. : Машиностроение, 1990. - 687 с.

55. Контроль технической исправности самолетов и вертолетов: Справочник / В. Г. Александров, Ю. А. Глазков, А. Г. Александров, П. Н. Сидоркин ; Под общ. ред. В. Г. Александрова. - Москва : Транспорт, 1976. -360 с.

56. Копылов Ю.Р. Виброударное упрочнение: Монография / Ю.Р. Копылов. - Воронеж: Воронежский институт МВД России, 1999. - 386 с.

57. Копылов Ю.Р. Динамика процессов виброударного упрочнения: Монография / Ю.Р. Копылов. - Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2011. - 568 с.

58. Копылов Ю.Р. Основы компьютерных технологий в машиностроении: Учеб.пособие / Ю.Р. Копылов. - Воронеж: ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010. - 250 с.

59. Корсков, В.Д. Справочник мастера по штампам / В. Д. Корсаков, канд. техн. наук. - Ленинград : Машиностроение, 1972. - 191 с.

60. Космачев, И. Г. Слесарь-инструментальщик / И. Г. Космачев. -Л.: Лениздат, 1973. - 390 с.

61. Кравченко, Б.А. Теория формирования поверхностного слоя деталей машин при механической обработке: Учебное пособие. / Б.А. Кравченко - Куйбышев: КПтИ, 1981. - 90 с.

62. Крамер, Г. Математические методы статистики / Г. Крамер; перевод с англ. А. С. Монина, А. А. Петрова, под ред. А. Н. Колмогорова. -2-е изд., стереотип. - М.: Мир, 1975. - 711 с.

63. Красовский, Г. И. Планирование эксперимента / Г. И. Красовский, Г. Ф. Филаретов. - Мн.: Изд-во БГУ, 1982. - 302 с.

64. Кропоткина, Е.Ю. Разработка методологии и технологий упруго-пластического деформирования длинномерных деталей различной геометрической формы: дис. ... д-ра техн. наук / Е.Ю. Кропоткина- М.: МГТУ «СТАНКИН», 2012. - 321 с.

65. Лебедев, В.А. Проектирование операций упрочнения методами 1111Д: Учеб.пособие / В.А. Лебедев, Г.А. Прокопец. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2001. - 70 с.

66. Лебедев, В.А. Технология динамических методов поверхностного пластического деформирования: Науч.издание. / В.А. Лебедев. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2006. - 183 с.

67. Лурье, А.И. Теория упругости. Часть 1. / А.И. Лурье. - М.: Наука,1970. - с.223-225.

68. Малышев, B.C. Исследование эффекта Баркгаузена и разработка метода контроля качества упрочнения поверхностным пластическим деформированием изделий из конструкционных сталей: дис. ... к-та техн. наук / B.C. Малышев. - М.: 1982.

69. Методы и модели исследования операций. Регрессионное моделирование технологических систем: Учеб. пособие для студ-ов вузов по направлениям 552900 "Технология, оборудование и автомат.машиностроит.производств" / В. В. Плешаков. - М.: МГТУ «Станкин», 1996. - 99 с.

70. Налимов, В. В. Логические основания планирования эксперимента / В. В. Налимов, Т. И. Голикова. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Металлургия, 1980. - 152 с.

71. Налимов, В. В. Теория эксперимента / В. В. Налимов. - М.: Изд. «Наука». Главная редакция физико-математической литературы, 1971. - 208 с.

72. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, A.B. Ковалёв и др.; Под ред. В.В. Клюева. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Машиностроение, 2003. - 656 с.

73. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. ред. В.В. Клюева. Т.6: В 3 кн. Кн. 3: Радиоволновой контроль. / В.И. Матвеев. - М.: Машиностроение, 2004. - 832 с.

74. Нефедов, А.Ф. Планирование эксперимента и моделирование при исследовании эксплуатационных свойств автомобилей / А. Ф. Нефедов, Л. Н. Высочин ; Под ред. канд. техн. наук А. Ф. Нефедова. - Львов : Вища шк. Изд-во при Львов. ун-те, 1976. - 160 с.

75. Овсеенко, А.Н. Технологическое обеспечение качества изделий машиностроения. / А.Н. Овсеенко, В.И. Серебряков, М.М Гаек. - М.: Янус-К, 2004. - 196 с.

76. Одинцов, Л.Г. Упрочнение и отделка деталей 1111Д. Справочник. / Л.Г. Одинцов. - М.: Машиностроение, 1987. - 165 с.

77. Орлов, К. Я. Ремонт самолетов и вертолетов : /Учеб. для сред. спец. учеб. заведений гражд. авиации / К. Я. Орлов, В. А. Пархимович. - М. : Транспорт, 1986. - 294 с.

78. Основы эксплуатации и ремонта автомобилей и тракторов: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / С.П. Баженов, Б.Н. Казьмин, C.B. Носов; Под ред. С.П. Баженова. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 336 с.

79. Основы трибологии: (Трение, износ, смазка) : Учеб. для техн. вузов / /Браун Э. Д., Буше Н. А., Буяновский И. А. и др./; Под ред. А. В. Чичинадзе. - М. : Центр "Наука и техника", 1995. - 777 с.

80. ОСТ 26-09-625-79. Шероховатость поверхностей в зависимости от классов точности(квалитетов), назначения и методов получения [Текст]. -М.: ВПО Союзполимермаш, 1979. - 38 с.

81. Отчёт о научно-исследовательской работе. Сбор, обобщение и анализ информации о надёжности автомобилей УРАЛ-43206, КАМАЗ-43501, КАМАЗ-53501 и специального транспортного средства ГАЗ-233114 «ТИГР-М» при подконтрольной эксплуатации в условиях восточного, центрального и западного военных округов в период с апреля 2014 года по апрель 2015 года (заключительный) /В.В Чистяков, А.П Дубянский, В.Д. Аниченко и др. -Бронницы: НИИЦ АТ 3 ЦНИИ Минобороны России, 2015. - 205 с.

82. Охрименко, Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. Учебник. / Я.М. Охрименко - М.: Машиностроение, 1966. -600 с.

83. Папшев, Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхности пластическим деформированием. / Д.Д. Папшев. - М.: Машиностроение, 1978, - 152 с.

84. Папшев, Д.Д. Технологические основы повышения надежности и долговечности деталей машин поверхностным упрочнением: Учебное пособие. / Д.Д. Папшев. Самарский Гос. Техн. ун-т. - Самара, 1993. - 74 с.

85. Петросов, В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента / В.В. Петросов. - Москва : Машиностроение, 1977. - 166 с.

86. Пинчук, С. И. Организация эксперимента при моделировании и оптимизации технических систем: Учебное пособие / С. И. Пинчук. -Днепропетровск: "Дива", 2008. - 248 с.

87. Планирование оптимальных экспериментов : Сборник статей / Под ред. М. Б. Малютова. - Москва : Изд -во Моск. ун-та, 1975. - 215 с.

88. Плешаков, В. В. Конструкционные и защитно-отделочные материалы в транспортном машиностроении: Учебник для ВУЗов / В. В. Плешаков, В. В. Коновалов. - М.: Изд. «Машиностроение-1», 2005. - 170 с.

89. Плешаков, В. В. Программное поверхностное пластическое деформирование деталей машин и механизмов: Учебное пособие / В. В. Плешаков и др. - М.: МГТУ «Станкин», 2003. - 194 с.

90. Плешаков, В. В. Регрессионное моделирование автомобильной техники как объекта изготовления и технической эксплуатации: Учебное пособие / В. В. Плешаков и др. - М.: МГАПИ, 2005. - 96 с.

91. Плешаков, В.В. Неразрушающий контроль транспортных систем: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 190201 - "Автомобиле- и тракторостроение" и 190109 - "Автомобили и тракторы" / В. В. Плешаков, Е. А. Егорушкин, В. И. Серебряков ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования Московский гос. ун-т приборостроения и информатики. -Москва : Изд-во МГУПИ, 2012. - 112 с.

92. Плешаков, В.В. Оценка усталостных повреждений поверхностного слоя деталей // Информатика и технология: Межвузовский сборник: материалы научно-технической конференции МГУПИ. Выпуск XVII. - М.: МГУПИ, 2011. - с. 226-235.

93. Плешаков, В.В. Программное поверхностное пластическое деформирование деталей из высокопрочных сталей / В.В. Плешаков, Т.В. Никифорова.- М.: ИНТС, 1994. - 111 с.

94. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением. /Л.А. Хворостухин [и др.]. - М.: Машиностроение, 1988.

95. Повышение прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием. / Под ред. И.В. Кудрявцева. - ЦНИИТМАШ, 1972. - №90. - 152 с.

96. Поляк, М.С. Технология упрочнения. Справочник. Т.1. / М.С. Поляк. -М.: Машиностроение, 1995. - 832 с.

97. Поляк, М.С. Технология упрочнения. Справочник. Т.2. / М.С. Поляк. -М.: Машиностроение, 1995. - 688 с.

98. Попов М.Е. Обработка деталей методами поверхностного пластического деформирования: Текст лекций / М.Е. Попов, В.А. Лебедев. -Ростов н/Д: РИСХМ, 1986. - 45 с.

99. Попов, В.Г. Лабораторный практикум по курсу «Технологические процессы в машиностроении»: Учеб.пособие / Г.В. Попов, A.A. Афанасьев, Л.И. Назина, A.A. Стасов. - Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад., 2004. - 116 с.

100. Романов, И.О. Физические основы неразрушающих методов контроля : учеб. пособие / И.О. Романов, Д.В. Строителев, В.М. Макиенко. -Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. - 108 с.

101. Рукавишников, И.В. Разработка средств и метода магнитных шумов для контроля остаточных напряжений в стойках шасси летательных аппаратов: дис. ... к-та техн. наук / И.В. Рукавишников. - М.: МГУПИ, 2006. - 154 с.

102. Рыбник, A.A. Усовершенствование методик ультразвукового контроля образцов в процессе усталостных испытаний / A.A. Рыбник, И.Н. Ермолов, Г.З. Зайцев. - Заводская лаборатория, 1981, №5, с. 75-78.

103. Рыковский, Б.П. Местное упрочнение деталей поверхности наклепом. / Б.П. Рыковский, В.А. Смирнов, Г.М. Щетинин. - М.: Машиностроение, 1985. - 151с.

104. Саверин, М.М. Дробеструйный наклеп. / М.М. Саверин. - М.: Машгиз, 1955. - 312 с.

105. Семенов, И.Т. Обдувка поверхности деталей дробью. / И.Т. Семенов. - М.: Оборонгиз, 1948. - 40 с.

106. Серебряков, В.И. Повышение качества поверхности и долговечности деталей летательных аппаратов комбинированным упрочнением: дис. ... д-ра техн.наук / В.И. Серебряков. - М.: МАМИ, 1992. -360 с.

107. Серебряков, В.И. Упрочнение деталей транспортной техники поверхностным пластическим деформированием: Учебное пособие / В.И. Серебряков, В.В. Плешаков. // Сер. «Технология производства и технической эксплуатации специальных автомобилей и бортовых информационно-управляющих систем». - М.: МГУПИ, 2006. - 124 с.

108. Смелянский, В.М. Исследование процесса алмазного выглаживания жестким инструментом: дис. ... к-та техн. наук / В.М. Смелянский. - М.: 1969. -228 с.

109. Смелянский, В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / В. М. Смелянский. - М. : Машиностроение, 2002. - 299 с.

110. Соколик, А.И. Некоторые вопросы неразрушающего контроля, основанного на эффекте Баркгаузена: дис. ... к-та техн. наук / А.И. Соколик. - М.: 1984. - 160 с.

111. Справочник по авиационным материалам и технологии их приме нения / Под ред. В.Г. Александрова. - М.: Транспорт, 1979. - 263 с.

112. Сударикова, Е.В. Неразрушающий контроль в производстве: учеб. пособие. Ч. 1.; ГУАП. - СПб., 2007. - 137 с.

113. Сулима, А. М. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / А. М. Сулима, В. А. Шулов, Ю. Д. Ягодкин. - М. : Машиностроение, 1988. - 239 с.

114. Сумма, A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / A.M. Сумма, В. А. Шулов, Ю.Д. Ягодкин. - М.: Машиностроение, 1988. - 239 с.

115. Суслов, А.Г. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. / А.Г. Суслов, Э.В. Рыжков, В.П. Федоров. - М.: Машиностроение, 1979. - 176 с.

116. Тамаркин, М.А. Исследование параметров качества поверхностного слоя при отделочно-упрочняющей центробежно-ротационной обработке / М.А. Тамаркин, Э.Э Тищенко // Вестник машиностроения (№12). - М.: Машиностроение, 2005. - с.36-40.

117. Толмачев, И.И. Магнитные методы контроля и диагностики / И.И. Толмачев. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 216 с.

118. Торбило, В.М. Алмазное выглаживание. / В.М. Торбило. - М.: Машиностроение, 1972, 105 с.

119. Торбило, В.М. Основы обеспечения качества и производительности при отделочно-упрочняющей обработке выглаживанием: дис. ... д-ра техн. наук / В.М. Торбило. - Пермь, 1986. - 385 с.

120. Туманов, А.Т. Поверхностный наклеп высокопрочных материалов. / А.Т. Туманов, С.И. Кишкина, И.Г. Гринченко. - М.: ВИАМ, 1971. -252 с.

121. Федоров, В.В. Теория оптимального эксперимента (планирование регрессионных экспериментов) / В.В. Федоров. - М.: Наука, 1971. - 312 с.

122. Федоров, В.В. Точные Д-оптимальные планы / В. В. Федоров, И. С. Дубова // Препринт п49. - М.: МГУ, 1972, 40 с.

123. Физико-технологические основы методов обработки: Учеб.пособие. / А.П. Бабичев, М.А. Тамаркин, В.А. Лебедев и др.; Под ред. А.П. Бабичева. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2003. - 430 с.

124. Филинов, В.В. Развитие теории магнитно-акустических шумов, создание способов и средств неразрушающего контроля технологических и эксплуатационных свойств изделий из высокопрочных сталей: дис. ... д-ра техн. наук / В.В. Филинов. - М.: МГАПИ, 2001. - 352 с.

125. Хартман, К. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / К. Хартман и др.; перевод с нем. Г. А. Фомина, Н. С. Лецкой, под ред. Э. К. Лецкого. - М.: Мир, 1977. - 552 с.

126. Хусу, А.П. Шероховатость поверхностей: Теорет.-вероятностный подход / А. П. Хусу, Ю. Р. Витенберг, В. А. Пальмов; Под ред. А. А. Первозванского. - Москва : Наука, 1975. - 343 с.

127. Чичинадзе, А.В. Метод расчета температуры на динамическом контакте при импульсных процессах. / А.В. Чичинадзе, Г.К. Сорокин, А.Ю. Албагачиев // В кн.: Вопросы оптимального использования фрикционных материалов в узлах трения. - М.: Наука, 1973. - с. 30-35.

128. Эвакуация грузовых автомобилей: [Электронный ресурс] // Служба грузовой эвакуации. М., 2016. URL: http://evacuatormsk.ru/. (Дата обращения: 15.09.2016).

129. Kiefer, J. Optimum Experimental Designs. / J. Kiefer. Journal Royal Statistical Society. Series B (Methodological). - 1959. - p.272-319.

130. Kono K. Optimum Design for Quadratic Regression on the k-cube. Motorist of the faculty of science. Kyushu University, A, 16, 1962. - p.114-122.

131. Tiitto S., Saynajakangas S. Spectral damping in Barkhausen noise. -IEEE Trans. Magn., 1975, 11, №66, p. 1666-1672.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Программа D-оптимального планирования технологических экспериментов

Правильное планирование технологического эксперимента играет очень большую роль при проведении научных исследований. Как с практической, так и с экономической точек зрения, грамотно спланированное экспериментальное исследование позволяет провести оптимальное количество опытов при получении максимально возможного результата.

Для построения точных D-оптимальных планов проведения эксперимента на основании данных об уже проведённых опытах разработана ЭВМ-программа PLANEXP. Программа реализована посредством языка программирования Basic, и предназначена для использования на базе операционной системы MS-DOS.

В качестве исходных данных для корректной работы программы используются текстовые файлы PLANEXP.ENT и PLANEXP.MOD.

Файл PLANEXP.ENT представляет собой файл, содержащий данные об исходном плане эксперимента. В качестве примера в данном случае проводится двухфакторный эксперимент, а исходный план состоит из семи точек:

n = 7

к = 2

х = .1,.31,0,.1,1,0,0,0, .5, .5, .5,1,1, .5

где n - количество точек в исходном плане;

к - количество независимых факторов, влияющих на результат эксперимента;

х - массив, содержащий исходный план.

Файл PLANEXP.MOD является файлом исходных данных, описывающим модель:

П = 6

с = 2

г = 0,0,1,0,2,0,1,1,1,2,2,2

где п - количество коэффициентов в полиноме модели;

с - степень полинома;

г - массив, содержащий индексы коэффициентов полинома.

В данном случае в файле задан полный квадратичный полином двух переменных (1):

^(хрХ2)=а+0,2 • х+о3 • ^2+а • х2+о • х • Х2+06 • (1)

При запуске программы РЬЛКЕХР на экран выводится главное меню, содержащее пункты «Последовательное планирование», «Уточнение строки» и «Выход» (рис.1):

DOSBox SVN-Daum, CPU speed: max 100% cycles, Frameskip 0, BOOT

□ X

Планирование регрессионных экспериментов и1.0|

ЛАН ЭКСПЕРИМЕНТА

X 1

0.100 0.000 1.000 0.000 0.500 0.500 1.000

0.310 0.100 0.000 0.000 0.500 1.000 0.500

Последоват. планирование

Новый план Уточнение строки Выход

Выберите нужный пункт и нажмите <ЕГ1ТЕН>

Рис.1. Главное меню программы РЬЛКЕХР.

Выбор пункта «Последовательное планирование» приводит к запуску подпрограммы поиска оптимальной дополнительной точки (рис.2-3) и последующему добавлению её к плану текущего эксперимента (рис.4).

Рис.2. Поиск оптимальной дополнительной точки эксперимента.

=ПЛЯН ЭКСПЕРИМЕНТЯ= XI X 2

1 0.100 0.310

2 0.000 0.100

3 1.000 0.000

4 0.000 0.000

5 0.5||

6 0.5 Х( 1 )= 0.0010

7 1.0 ХС 2 )= 0.9990

ювая точка

Критерий 2.1981Е+01

Планирование регрессионных экспериментов и1.0

, DOSBox SVN-Daum, CPU speed: max 100% cycles, Frameskip 0,

Нажмите любую клавишу

Рис.3. Найденная новая точка эксперимента.

, DOSBox SVN-Daum, CPU speed: max 100% cycles, Frameskip 0, BOOT

□ X

Рис.4. Занесение новой точки в исходный план эксперимента.

При активации пункта «Уточнение строки» главного меню программы появляется возможность выбрать строку с точкой эксперимента, которая, на взгляд пользователя, не является оптимальной, и провести её оптимизацию.

Активация пункта «Новый план» главного меню позволяет построить новый Б-оптимальный план с заданными параметрами.

При выборе пункта «Выход» главного меню программы происходит запись полученных результатов в файл выходных данных РЬЛКЕХР.ЕХТ и окончание работы с программой.