Исследование влияния остаточных напряжений на геометрические параметры поверхностно упрочнённого бруса

Выполнено комплексное исследование формирования остаточных напряжений и пластических деформаций в призматических образцах из сплава ЭП742 после ультразвукового упрочнения и их влияния на геометрические параметры бруса. Предложена феноменологическая модель реконструкции полей остаточных напряжений, выполнена проверка её адекватности экспериментальным данным при четырёх режимах упрочнения. Наблюдается соответствие расчётных и экспериментальных данных. Для оценки влияния сформированных остаточных напряжений на геометрические параметры бруса использован метод расчёта по первоначальным деформациям на основании использования аналогии между первоначальными (остаточными) пластическими деформациями и температурными деформациями в неоднородном температурном поле. Это позволило свести рассмотрение задачи к краевой задаче термоупругости, которая в дальнейшем решалась численными методами. Детальное исследование показало, что остаточные напряжения приводят к изгибным эффектам. Для бруса $100 \times 10 \times 10$ мм расчётная величина стрелы максимального прогиба составила $206 \div 220$ мкм в зависимости от режима упрочнения. Выяснена кинетика изменения этой величины в зависимости от толщины бруса, которая в расчётах составляла от $2$ до $10$ мм при одном и том же распределении остаточных напряжений в упрочнённом слое. Показано, что величина прогиба нелинейно возрастает с уменьшением толщины, к тому же при толщине $2$ мм она составляет $6.56$ мм при длине бруса $100$ мм. Приведён иллюстрированный материал в форме графической и табличной информации о результатах расчётов.