Математическая модель работы линейного электродинамического двигателя при ударе с учетом упругой деформации упрочняемой поверхности
- Авторы: Швалева Н.А.1, Фадеев А.А.1, Ереско Т.Т.1
-
Учреждения:
- Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
- Выпуск: Том 20, № 2 (2019)
- Страницы: 284-290
- Раздел: Раздел 3. Технологические процессы и материалы
- URL: https://journals.eco-vector.com/2712-8970/article/view/567808
- DOI: https://doi.org/10.31772/2587-6066-2019-20-2-284-290
- ID: 567808
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Эксплуатационные характеристики контактирующих элементов машин и механизмов в значительной степени определяются показателями качества слоя у поверхностей контакта. Одним из способов повышения прочности деталей, в том числе деталей ракетно-космической техники, является поверхностное пластическое деформирование (ППД). В статье рассмотрены аспекты динамических способов упрочнения с позиции волновой теории удара.
Представлена конструкция ударного стенда на базе линейного электродинамического привода с типоразмером 60 мм, работающего в ударно-импульсном режиме, а также известная математическая модель рабочего процесса – движения якоря с инструментом в момент удара бойка о поверхность. Данная модель в полной мере не описывает процесс работы, так как масса бойка учитывалась равной 1 кг, что не характеризует процесс работы ударного инструмента, целью которого является деформация объекта (например, наклеп с целью поверхностного уплотнения материала или пробой отверстия в нем, или нанесение номерных маркеров).
Получена математическая модель, которая описывает движение якоря с инструментом с учетом упругой деформации упрочняемой поверхности. В ходе выполненного расчета вычислена величина упругой деформации упрочняемой поверхности по динамической составляющей силового импульса, прикладываемого к нему через индентор (наконечник ударного инструмента).
Представлена схема ударного стенда, используемое оборудование. Были проведены эксперименты по регистрации сигнала с различным расположением пьезодатчиков на наковальне – упрочняемой поверхности (схемы расположения датчиков приведены). Выполнено сравнение расчетных данных по показаниям осциллографа с теоретическими данными математической модели, где выявлено расхождение и объяснены возможные факторы его возникновения. Несмотря на расхождения и недостатки, расчеты и проведенный опыт указывают на наличие упругой деформации, а значит, ударная установка может найти применение при обработке поверхностно – пластическим деформированием ударными способами рабочих поверхностей деталей, в том числе деталей ракетно-космической техники.
Об авторах
Наталья Александровна Швалева
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Автор, ответственный за переписку.
Email: natalyashvaleva@ya.ru
магистрант
Россия, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31Александр Александрович Фадеев
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Email: fadeev.77@mail.ru
кандидат технических наук, доцент, заместитель директора
Россия, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31Татьяна Трофимовна Ереско
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Email: ereskottt@mail.ru
доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой основ конструирования машин
Россия, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31Список литературы
- Перспективы создания многоуровневого поверхностного слоя деформационным упрочнением / А. В. Киричек, Д. Л. Соловьев, А. Н. Афонин [и др.] // Известия Юго-Западного гос. ун-та. Серия «Техника и технологии». 2013. № 4. С. 015–019.
- Киричек А. В., Силантьев С. А. Определение энергетических параметров ударных механизмов, используемых для упрочнения поверхностным пластическим деформированием // Известия Юго-Западного гос. ун-та. 2014. № 1 (52). С. 105–111.
- Залетдинов А. В. Математическое моделирование волновых процессов в твердых телах после ударного воздействия : дис. ... канд. тех. наук : 05.13.18. Воронеж, 2014. 138 c.
- Радченко А. В. Радченко П. А. Ударно-волновые процессы и разрушение в анизотропных материалах и конструкциях : монография. Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2015. 204 с.
- Фадеев А. А., Шестаков И. Я., Ереско Т. Т. Использование линейного электродинамического привода для исследования ударного взаимодействия материалов // Вестник СибГАУ. 2016. Т. 17, № 4. С. 1077–1087.
- Kirichek A., Silant’ev S. A. Determination of the Energy Parameters of the Shock Mechanism Used to Harden the Surface by Plastic Deformation // Applied Mechanics and Materials. 2015. Vol. 756. P. 85–91.
- Пат. 2099175 РФ, МПК B25D13/00. Электромагнитный ударный инструмент / Г. Г. Угаров, В. Ю. Нейман ; заявитель и патентообладатель Институт горного дела СО РАН ; заявл. 24.02.1995 ; опубл. 20.12.1997, Бюл. № 34.
- Пат. № 2065360. Устройство для клеймения ювелирных изделий и инструмента / Г. Г. Угаров, В. Ю. Нейман ; опубл. 1996, Бюл. № 32.
- Пат. 2062167 РФ, МПК В 21 J 7/30. Электродинамический молот / А. И. Стрюк, С. А. Безъязыков, И. А. Шестаков, О. Л. Шелковский ; опубл. 20.06.1996, Бюл. № 7.
- Шестаков И. Я., Стрюк А. И., Фадеев А. А. Линейные электродинамические двигатели. Конструирование. Практическое использование : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун.-т. Красноярск, 2011. С. 148.
- Фадеев А. А., Шестаков И. Я., Ереско Т. Т. Математическая модель работы ударного устройства на основе линейного электродинамического привода // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч.-практ. конф. (Красноярск, 11–14 нояб. 2014 г.) : в 3 ч. Ч. 1 / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. С. 315–316.
- Пат. 20062168 РФ. МПК B 21 J 7/30. Способ управления работой электродинамического молота / А. И. Стрюк, С. А. Безъязыков, И. А. Шестаков, О. Л. Шелковский ; опубл. 20.06.1996, Бюл. № 17.
- Ереско С. П., Ереско Т. Т., Фадеев А. А. Совершенствование конструкций и методов проектирования виброударных механизмов : монография / СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2017. 190 с.
- Швалева Н. А., Фадеев А. А., Ереско Т. Т. Математическая модель работы линейного электродинамического двигателя при ударе с учетом упругой деформации // Решетневские чтения : материалы ХХII Междунар. науч.-практ. конф. (Красноярск, 12–16 нояб. 2018 г.) : в 2 ч. Ч. 1 / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2018. С. 515–516.
- Киричек А. В., Соловьев Д. Л., Лазуткин А. Г. Технология и оборудование статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием. М. : Машиностроение, 2004. 287 с.
- Дрозд М. С., Матлин М. М., Сидякин Ю. И. Инженерные расчеты упруго-пластической деформации. М. : Машиностроение, 1986. 230 с.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)