КОНТАКТНА ВЗАЄМОДІЯ ДИСКРЕТНО-КОНТИНУАЛЬНО ЗМІЦНЕНИХ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2021.2.07Ключові слова:
дискретне зміцнення, континуальне зміцнення, дискретно-континуальне зміцнення, двигуни внутрішнього згоряння, міцність, напружено-деформований станАнотація
У роботі описані дослідження напружено-деформованого стану дискретно-континуально зміцнених деталей двигунів внутрішнього згоряння. Розроблено параметричну модель мікроосередку, який містить комірку із двох частин. Перша частина моделює фрагмент алюмінієвої деталі із поверхневим корундовим шаром. Друга частина – це фрагмент чавунної деталі із зоною дискретного зміцнення зі сталі. Варіюються: модуль пружності матеріалу корундового шару та форма зони дискретного зміцнення. Установлені залежності міцнісних та жорсткісних характеристик досліджуваної системи від варійованих параметрів. Вони є основою для обгрунтування раціональних режимів технології дискретно-континуального зміцнення деталей двигунів внутрішнього згоряння.
У ході досліджень установлено, що раніше визначені для дискретного зміцнення ефекти сприятливого перерозподілу контактної взаємодії між деталями зберігаються і для дискретно-континуального зміцнення. Визначені характерні залежності характеристик напружено-деформованого стану елементів дискретно-континуально зміцнених деталей від варійованих властивостей поверхневих шарів континуально зміцненої деталі, з одного боку, та форми зони дискретного зміцнення, – з іншого. Це дає можливість визначати чутливість характеристик до цілеспрямованого або випадкового варіювання цих факторів. Установлена також доцільність постановки та розв’язання оптимізаційних задач визначення таких режимів технологічної операції дискретно-континуально зміцнення, які забезпечують підвищення характеристик міцності, довговічності, коефіцієнта корисної дії двигунів внутрішнього згоряння та інших машин, агрегатів і вузлів, що містять зміцнені таким способом деталі.
Розроблений підхід, моделі та методи досліджень у подальшому будуть застосовані до досліджень напружено-деформованого стану контактуючих дискретно-континуально зміцнених деталей конструкцій задля підвищення технічних і тактико-технічних характеристик виробів машинобудівних підприємств.
Посилання
Ткачук Н. А. Дискретно-континуальное упрочнение контактирующих элементов конструкций: концепция, математическое и численное моделирование / Н. А. Ткачук [и др.] // Наука и техника. – 2019. – № 3. – С. 240–247.
Дьяченко, С. С. Влияние генезиса модифицированного поверхностного слоя на конструктивную прочность изделий / С. С. Дьяченко, И. В. Пономаренко // Физика металлов и металловедение. – 2017. – Т. 118, № 6. – С. 608–620.
Haruyoshi, Kubo. Technical Developments and Recent Trends in Crankshaft Materials [Electronic Resource] / Haruyoshi Kubo, Hiroyuki Mori // Journal of the Japan Institute of Marine Engineering. – 2005. – Vol. 40, Is. 2. – P. 248–253. https://doi.org/10.5988/jime.40.2_248.
Young Sang Ko [et al.], 2006, "Application of High Strength Microalloyed Steel in a New Automotive Crankshaft", available at: https://www.forging. org/uploaded/content/media/298-Ko.pdf.
Solov’ev, R. Y. Metal-Carbothermal Methods of Reducing the Degree of Oxidation of Dispersed Metal in Electric ARC Metallizing / R. Y. Solov’ev, P. A. Vorob’yev, N. N. Litovchenko // Welding International. – 2013. – Vol. 27, No 5. – P. 423–427.
Ivanov, V. I. Hardening of Objects and the Increase of their Lifetime by the Electrospark Method: the Object Classification and the Specific Features of the Technology / V. I. Ivanov, F. K. Burumkulov // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. – 2010. – Vol. 46, No 5. – P. 416–423.
Johnson, K. L. Contact Mechanics / K.L. Johnson. – Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1987. – 464 р.
Zienkiewicz O.C. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamental/ O.C. Zienkiewicz., R.L. Taylor, J.Z. Zhu// Butterworth-Heinemann, 2013. – 756 Р. ISBN: 1856176339.
Yastrebov V. A. On the accurate computation of the true contact-area in mechanical contact of random rough surfaces /V. A. Yastrebov, , G. Anciaux & J. F. Molinari// Tribol. Int. – 2017. – Vol. 114. – P. 161-171.
Papangelo A. Load-separation curves for the contact of self-affine rough surfaces, A. Papangelo, N. Hoffmann, M. Ciavarella // Scientific reports. –2017. – 7(1), 6900.
Barber J.R. Contact Mechanics/ J.R. Barber//Springer International Publishin, 2018. – 585 p.
Zhao J. Extending the BEM for elastic contact problems beyond the half-space approach/ J. Zhao, E. Vollebregt, C. Oosterlee//Math. Modelling and Analysis. – 2016. – Vol. 21(1). – P. 119–141.
Li Q. Non-adhesive Contacts With Different Surface Tension Inside and Outside the Contact Area/Q Li, V. L. Popov// Frontiers in Mechanical Engineering. – 2020. – V. 6. – P. 63.
Li Q. Boundary element method for nonadhesive and adhesive contacts of a coated elastic half-spac/ Q. Li, R. Pohrt, I. A. Lyashenko, V. L. Popov// Proc. Inst.Mech. Eng. – 2019. – J 234. P. 73–83.
Wriggers P. A virtual element method for contact/ P. Wriggers, W.T. Rust, B. D. Reddy// Computational Mechanics. – 2016. – V. 5. – P. 1039–1050.
Popov V.L. Generalized master curve procedure for elastomer friction taking into account dependencies on velocity, temperature and normal force/ V.L. Popov, L. Voll, S. Kusche, Q. Li, S. V. Rozhkova// Tribology International. – April 2018. – V. 120. – P. 376–380.
Firstov S.A. Hardening in the Transition to Nanocrystalline State in Pure Metals and Solid Solutions (Ultimate Hardening)/ S.A. Firstov, T.G. Rogul, O.A. Shut// Powd. Met. and Met. Ceram. – 2018. – № 3–4. – P. 161–174.
D’yachenko S.S. Еffect of the origin of the modified surface layer on the structural strength of workpieces/ S.S.D’yachenko, I.V. Ponomarenko // The Phys. of Met. and Metallography. – 2017. – V. 118, 6. – P. 608–620.
Subbotina V. Structure and properties of microarc oxide coatings on high-temperature aluminum alloy/ V. Subbotina, O.Sobol// Machines. Technologies. Materials.– 2020. – Vol. 14, Vup. 6. – P. 247–250.
Субботіна В.В. Електрична міцність оксидних покриттів, сформованих методом мікродугового оксидування/ В.В. Субботіна, В.В. Білозеров, О.В. Соболь// Перспективні технології та прилади. – 2020. – № 16. – С. 134–140.
Martynyak R. Friction and Multi-Field Problems in Sliding Contacts/R. Martynyak, E. Torskaya, Y. Xu// Frontiers in Mechanical Engineering, 2020, v. 6, p.76.
Ткачук Н.А. Континуальная и дискретно-континуальная модификация поверхностей деталей: монография / Н.А. Ткачук, С.С. Дьяченко, Э.К. Посвятенко, С.А. Кравченко, В.Г. Гончаров, В.В. Шпаковский, Н.Л. Белов, А.И. Шейко, А.К. Олейник, И. В. Пономаренко. Харьков: «Планета-Прінт », 2018. 259 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Двигуни внутрішнього згоряння
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
