Obrabotka Metallov 2015 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (66) 2015 22 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 1 . Зависимости изменения наружного диаметра ( 1 ) и длины ( 2 ) обработанных дорнованием образцов с D = 15 мм от радиуса их внутренней поверхности: а – a / d = 0,9 %, L = 40 мм; б – a / d = 3,4 %, L = 40 мм; в – a / d = 7,1 %, L = 40 мм; г – a / d = 0,9 %, L = 0 мм; д – a / d = 3,4 %, L = 10 мм; е – a / d = ,1 %, L = 10 мм. Пунктирными линиями показаны поверхности отверстия и наружные поверхности образцов а б в г д е линомами 2-й степени, уравнения которых затем использовали для расчетов остаточных напря- жений. При их проведении принимали модуль упругости E = 2 × 10 5 МПа, коэффициент Пуансо- на m = 0,3. Расчеты выполняли с использованием Microsoft Exсel 2013. Результаты и обсуждение Распределение окружных s q , радиальных s r и осевых s z остаточных напряжений вдоль ради- уса r обработанных дорнованием образцов (эпю- ры напряжений), показано на рис. 2 ( D = 15 мм) и рис. 3 ( D = 25 мм). Видно, что во всех иссле- дованных случаях окружные остаточные напря- жения у отверстия являются сжимающими, а у наружной поверхности образцов – растягиваю- щими. Радиальные остаточные напряжения рав- ны нулю на поверхности отверстия и наружной поверхности образцов и являются сжимающими в остальной их области. Распределение осевых остаточных напряжений вдоль радиуса образцов является более сложным. В образцах с D = 15 мм длиной L = 40 мм в области, прилегающей к от- верстию, осевые остаточные напряжения при натяге 0,9 % оказываются сжимающими (рис. 2,  а ), а при натягах 3,4 и 7,1 % – растягивающи- ми (рис. 2, б и в ). В образцах с D = 25 мм в этой области при всех использованных натягах име- ют место сжимающие осевые остаточные напря- жения (рис. 3). Как видно из рис. 2 и 3, осевые остаточные напряжения у отверстия образцов уравновешиваются одноименными напряже- ниями противоположного знака у их наружной поверхности. Наибольшими по абсолютной ве- личине являются окружные остаточные напря- жения, которые в образцах с D = 25 мм (см. рис. 3) близки к пределу текучести s 0,2 их материала. Длина образцов, как показали исследования, наибольшее влияние оказывает на осевые оста- точные напряжения. С уменьшением длины об- разцов обеих степеней толстостенности с 40 до 10 мм осевые остаточные напряжения снижают- ся по абсолютной величине до значений, не пре- вышающих 50 МПа (рис. 2 и 3). Так, в образцах с D = 15 мм, обработанных с натягом 0,9 %, эти на- пряжения у отверстия изменяются от –135 МПа (рис. 2, а ) до –40 МПа (рис. 2,  г ), а обработанных с натягом 7,1 % – с 210 МПа (рис. 2, в ) до значе- ний, практически равных нулю (рис. 2, е ). В об- разцах с D = 25 мм, подвергнутых дорнованию с