Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия:

С. А. Зайдес, профессор кафедры материаловедения, сварочных и аддитивных технологий, докт. техн. наук, эл. почта: zsa@istu.edu
Хо Минь Куан, аспирант кафедры материаловедения, сварочных и аддитивных технологий, эл. почта: minhquanho2605@gmail.com

Представлены результаты моделирования для определения влияния основных параметров и режимов процесса маятникового поверхностно-пластического деформирования (ППД) на напряженно-деформированное состояние (НДС) поверхностного слоя. Установлено, что полученные зависимости показателей НДС от технологических параметров процесса маятникового ППД не являются линейными и для их решения использованы полиномиальные уравнения в качестве входных данных в программном пакете Statistica 10.1. При помощи программного пакета Statictiska 10.1 определены оптимальные режимы процесса маятникового ППД. Установлено, что режимы, которые позволяют одновременно получить максимальные значения интенсивности временных (560–580 МПа) и остаточных напряжений сжатия (340–350 МПа) поверхностного слоя упрочненных деталей, являются достаточно близкими. Для оптимизации величины наклепа h требуется значительное повышение величины радиального натяга и уменьшение величины продольной подачи, которые приводят к приближению интенсивности временных напряжений к пределу прочности материала 600 МПа, а интенсивности остаточных напряжений к пределу текучести материала 360 МПа. Такие режимы cпособствуют уменьшению, а возможно, и полному снятию остаточных напряжений упрочненного слоя, а также снижению степени наклепа. Рациональная максимальная величина упрочненного слоя при маятниковом ППД составляет 2,45 мм.

1. Ning Nie, Lihong Su, Guanyu Deng, Huijun Li, Hailiang Yu, Anh Kiet Tieu. A review on plastic deformation induced surface/interface roughening of sheet metallic materials // Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 15. P. 6574–6607. DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.11.087.
2. Грэфе Й. Новые стандарты в области производства длинномерного стального проката // Черные металлы. 2018. № 10. С. 48–51.
3. Ziqian Zhang. Theoretical prediction of cross-sectional deformation of circular thin-walled tube in large elastic–plastic deformation stage under lateral compression // Thin-Walled Structures. 2022. Vol. 180. 109957. P. 1–24. DOI: 10.1016/j.tws.2022.109957.
4. Laouar L., Hamadache H., Saad S., Bouchelaghem A., Mekhilef S. Mechanical surface treatment of steel- optimization parameters of regime // Physics Procedia. 2009. Vol. 2, Iss. 3. P. 1213–1221. DOI: 10.1016/j.phpro.2009.11.084.
5. Пашков А. Е. Технологические связи в процессе изготовления длинномерных листовых деталей. — Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2005. — 138 с.
6. Grzesik W., Rech J., Żak K. High-precision finishing hard steel surfaces using cutting, abrasive and burnishing operations // Procedia Manufacturing. 2015. Vol. 1. P. 619–627. DOI: 10.1016/j.promfg.2015.09.048.
7. Блюменштейн В. Ю., Смелянский В. М. Механика технологического наследования на стадиях обработки и эксплуатации деталей машин. — М. : Машиностроение, 2007. — 399 с.
8. Shioua F.-J., Huanga S.-J., Shihb A. J., Zhuc J., Yoshinoc M. Fine surface finish of a hardened stainless steel using a new burnishing tool // Procedia Manufacturing. 2017. Vol. 10. P. 208–217. DOI: 10.1016/j.promfg.2017.07.048.
9. Дудников А. А., Беловод А. И., Келемеш А. А. Обеспечение качества поверхностного слоя деталей при обработке поверхности пластическим деформированием // Технологический аудит и резервы производства. 2012. № 1. C. 22–25.
10. Frihat M. H., Al Quran F. M. F., Al-Odat M. Q. Experimental investigation of the influence of burnishing parameters on surface roughness and hardness of brass alloy // Journal of Material Science & Engineering. 2015. Vol. 5, Iss. 1. 1000216. DOI: 10.4172/2169-0022.1000216.
11. Ежелев А. В., Бобровский И. Н., Лукьянов А. А. Анализ способов обработки поверхностно-пластическим деформированием // Фундаментальные исследования. 2012. № 6. Ч. 3. C. 642–646.

12. Li S., Kim D. K., Benson S. The influence of residual stress on the ultimate strength of longitudinally compressed stiffened panels // Ocean Engineering. 2021. Vol. 231. 108839. P. 1–15. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2021.108839.
13. Пат. 2757643 РФ. Способ поверхностно-пластического деформирования наружной поверхности детали в виде тела вращения / С. А. Зайдес, Хо Минь Куан ; заяв. 04.02.2021 ; опубл. 19.10.2021.
14. Зайдес С. А., Хо Минь Куан. Маятниковое поверхностное пластическое деформирование цилиндрических заготовок // Известия вузов. Черная металлургия. 2022. Т. 65, № 5. С. 344–353.
15. Бобровский Н. М., Мельников П. А., Ежелев А. В. Технология обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием без применения смазывающе-охлаждающих технологических средств. — Самара : Самарский научный центр РАН, 2012. — 142 с.
16. Sunal Ahmet Parasiz, Yasin Kuddusi Kutucu, Onur Karadag. On the utilization of Sachs model in modeling deformation of surface grains, for micro/meso scale deformation processes // Journal of Manufacturing Processes. 2021. Vol. 68, Part A. P. 1086–1099. DOI: 10.1016/j.jmapro.2021.06.033.
17. Зайдес С. А., Хо Минь Куан. Исследование напряженно-деформированного состояния деталей, упрочненных пластическим деформированием при циклическом нагружении // Вестник машиностроения. 2022. № 8. С. 28–35. DOI: 10.36652/0042-4633-2022-8-28-35.
18. Джашеев К. А.-М., Джашеева З. А.-М. Монограммный метод анализа результатов многофакторного эксперимента // Успехи современного естествознания. 2008. № 8. С. 19–28.
19. Pei Qiu, Binbin Meng, Shaolin Xu, Yiming Rong, Jiwang Yan. Evolution and control of deformation mechanisms in micro-grooving of Zr-based metallic glass // Journal of Manufacturing Processes. 2021. Vol. 68, Part A. P. 923–931. DOI: 10.1016/j.jmapro.2021.06.012.
20. Коликов А. П., Звонарев Д. Ю., Таупек И. М. Применение математического моделирования для расчета режимов пластического формоизменения толстолистовой заготовки и повышения качества труб большого диаметра // Черные металлы. 2018. № 11. С. 60–66.
21. El-Taweel T. A., El-Axir M. H. Analysis and optimization of the ball burnishing process through the Taguchi technique // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2009. Vol. 41. P. 301–310. DOI: 10.1007/s00170-008-1485-6.
22. Соболь И. М., Стадишев Р. Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. — М. : Наука, 2010. — 108 с.
23. Отейний Я. Н., Привалов Н. И., Щеголев Н. Г. Особенности формирования глубины упрочнения при обработке деталей поверхностным пластическим деформированием // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 12 (3). С. 452–455.
24. Зайдес С. А., Нгуен Ван Хинь. Влияние кинематики локального нагружения на напряженно-деформированное состояние в очаге деформации // Вестник ИрГТУ. 2017. № 6. С. 22–29.
25. Нгуен Ван Хинь. Технологические основы отделочно-упрочняющей обработки осциллирующим выглаживанием : дис. … канд. техн. наук. — Иркутск, 2019. С. 104–109.