ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 140 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ В зоне контактного взаимодействия выполнено локальное сгущение сетки до характерного размера 0,2 мм, что необходимо для корректного описания высоких градиентов напряжений [18]. Деформирующий инструмент (ролик), рассматриваемый как абсолютно жесткое тело, разбит сеткой тетраэдральных элементов (рис. 2, а). Система граничных условий (рис. 2, б) полностью воспроизводит кинематическую циклограмму процесса (рис. 1, а). Позиционирование заготовки моделируется с помощью шарнира Body-Ground Joint, ограничивающего линейные перемещения, но допускающего вращение для реализации шага индексации êð ( ) S . В свою очередь, управление инструментом осуществляется через контрольную точку (Reference Point), связанную с его центром масс. К этой точке приложены соответствующие кинематические связи, обеспечивающие радиальное внедрение на глубину t и продольное перемещение со скоростью ïð V согласно этапам обработки. Материалы и план вычислительного эксперимента. Моделирование упругопластического поведения материала заготовки (конструкционной углеродистой качественной стали 45) осуществлялось на основе модели Bilinear Isotropic Hardening (билинейное изотропное упрочнение). В расчетную схему заложены следующие физико-механические константы материала: модуль упругости Юнга 5 2 10 E = ⋅ МПа, коэффициент Пуассона μ = 0,3, предел текучести 360 T σ = МПа и тангенциальный модуль упрочнения 1450 T E = МПа. Деформирующий инструмент описывался как абсолютно жесткое тело (Rigid Body) [19]. План вычислительного эксперимента разработан с целью сравнительного анализа эффективности различных геометрий рабочих элементов инструмента. Для реализации исследования геометрические и кинематические параметры процесса были классифицированы на фиксированные (табл. 1), значения которых оставались неизменными во всех сериях расчетов, и варьируемые (табл. 2), изменяемые для оценки их влияния на выходные параметры качества поверхностного слоя. Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Фиксированные геометрические и технологические параметры процесса ППД Fixed geometric and processing parameters of the SPD process Параметр / Parameter Обозначение / Designation Значение / Value Диаметр заготовки / Workpiece diameter dзаг / dw 30 мм / 30 mm Наружный диаметр ролика / Roller outer diameter Dин / Dt 40 мм / 40 mm Глубина внедрения (натяг) / Depth of penetration (interference) T 0,1 мм / 0.1 mm Скорость продольной подачи / Longitudinal feed rate Vпр / Vl 50 мм/с / 50 mm/s Коэффициент трения Кулона / Coulomb friction coeffi cient F / f 0,1 / 0.1 Критерии оценки напряженного состояния. Для комплексной количественной оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) обработанной заготовки использован энергетический критерий прочности (критерий Мизеса). Расчет интенсивности временных и остаточных напряжений ( âð i σ и ) îñò i σ проводился на базе трех главных компонент тензора напряжений в цилиндрической системе координат: осевой ( ) z σ , радиальной ( ) r σ и окружной ( ) ϕ σ [20].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1