Tính toán ứng suất dư khi hóa bền chi tiết dạng trục bằng phương pháp lăn ép ngang

Bài viết này nghiên cứu trạng thái ứng suất biến dạng của chi tiết dạng trục sau khi hóa bền bằng phương pháp lăn ép ngang. Với việc sử dụng phần mềm mô phỏng ANSYS tác giả đã chứng minh việc chuyển bài toán trạng thái ứng suất biến dạng thể tích sang bài toán dạng mặt phẳng. Dựa trên lý thuyết biến dạng dẻo tác giả đưa ra phương pháp tính toán ứng suất dư của chi tiết dạng trục sau khi lăn ép ngang và xây dựng được phương trình biểu diễn cho các ứng suất dư trong mặt cắt ngang của chi tiết theo hệ tọa độ cực
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán ứng suất dư khi hóa bền chi tiết dạng trục bằng phương pháp lăn ép ngang NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tính toán ứng suất dư khi hóa bền chi tiết dạng trục bằng phương pháp lăn ép ngang Calculate the residual stress when it is stable the axial detail by using horizontal pressed rolling method Nguyễn Văn Hinh Emai: nguyenvanhinhck@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 08/12/2019 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 5/3/2020 Ngày chấp nhận đăng: 30/3/2020 Tóm tắt Bài báo này nghiên cứu trạng thái ứng suất biến dạng của chi tiết dạng trục sau khi hóa bền bằng phương pháp lăn ép ngang. Với việc sử dụng phần mềm mô phỏng ANSYS tác giả đã chứng minh việc chuyển bài toán trạng thái ứng suất biến dạng thể tích sang bài toán dạng mặt phẳng. Dựa trên lý thuyết biến dạng dẻo tác giả đưa ra phương pháp tính toán ứng suất dư của chi tiết dạng trục sau khi lăn ép ngang và xây dựng được phương trình biểu diễn cho các ứng suất dư trong mặt cắt ngang của chi tiết theo hệ tọa độ cực. Cũng trong bài báo này tác giả đã loại trừ khả năng xuất hiện các vết nứt trong lõi chi tiết do ứng suất dư kéo gây ra. Kết quả của nghiên cứu này rất quan trọng đối với việc ứng dụng phương pháp lăn ép ngang vào thực tiễn như một phương pháp mới trong gia công hóa bền chi tiết bằng biến dạng dẻo bề mặt. Từ khóa: Lăn ép ngang; hóa bền; trạng thái ứng suất biến dạng; ứng suất dư. Abstract This paper investigates (study) the state of deformation and stress of axial detail after durable derivation by horizontal pressed rolling method. Using ANSYS simulation software, the author has demonstrated the transfer the state of volumetric stress to the plane stress. Based on the theory of plastic deformation, the method of calculating the residual stress of the axial detail after horizontal pressed rolling was presented by author and elaborated the equation of the residual stresses in the detail of the cross section in polar coordinates. In this paper, the author also eliminated the possibility of appearing cracks in the core due to tensile residual stresses. The result of this investigation is very important for the application of horizontal pressed rolling method in practice as a new method in durable processing details by surface plastic deformation. Keywords: Horizontal pressed rolling; durable derivation; the state of deformed stress; residual stress. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ pháp này cho phép gia công được các chi tiết không có lỗ tâm. Phương pháp lăn ép ngang bằng Có nhiều phương pháp để nâng cao tuổi bền của hai tấm phẳng cho phép loại bỏ độ võng của chi tiết chi tiết máy, một trong những phương pháp đơn do lực lăn ép gây ra. Phương pháp gia công tương giản và hiệu quả thường được áp dụng đó là biến tự được sử dụng trong gia công áp lực, trong quá dạng dẻo lớp bề mặt của chi tiết máy. trình công nghệ người ta đã phát hiện trong lõi của của chi tiết gia công ứng suất dư kéo lớn, ứng suất Để tăng bền các chi tiết dạng trụ, dạng ống… bằng dư này tạo ra khu vực có các vết nứt ở tâm (hiện phương pháp biến dạng dẻo, trong bài báo [1] đã tượng này được sử dụng để chế tạo các ống dài). đưa ra phương pháp biến dạng dẻo mới, bản chất của phương pháp này là lăn ép chi tiết bằng hai tấm 2. NỘI DUNG dụng cụ phẳng nằm ngang (lăn ép ngang), phương 2.1. Đánh giá trạng thái biến dạng khi lăn ép ngang bằng hai tấm phẳng Người phản biện: 1. PGS.TS. Trần Văn Địch Để xác định trạng thái ứng suất biến dạng của chi 2. PGS.TS. Trần Vệ Quốc tiết dạng trụ trong quá trình lăn ép ngang tiến hành 42 Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020 LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC tính toán với những sai số cho phép dựa trên cơ sở Để đánh giá ảnh hưởng độ dài của chi tiết đến lý thuyết và thực nghiệm trong việc giải bài toán về trạng thái ứng suất và biến dạng sau khi ép vào ép của chi tiết dạng trụ bằng 2 tấm ngang phẳng, ta tiến hành làm các thí nghiệm khác nhau với so sánh biến dạng của quá trình lăn ép của chi tiết các chi tiết có cùng đường kính nhưng có độ dài dạng trụ sau khi xoay một góc nhỏ bằng phương khác nhau, đường kính của chi tiết d = 20 mm, độ pháp phân cực quang [2] chỉ ra rằng trạng thái biến dài lần lượt là 20, 40, 60, 80, 100 mm từ vật liệu dạng của nó không khác nhiều so với trạng thái bị thép C45; kích thước của tấm lăn tương ứng là nén bởi hai tấm song song. Vì vậy nhiều tác giả cho 22×200×10, 42×200×10, 62×200×10, 82×200×10, rằng trạng thái ứng suất biến dạng của chi tiết hình 102×200×10 mm được coi là cứng tuyệt đối; lượng trụ bị nén ngang tương đương với trạng thái của chi ép xuống là 0,4 mm (độ ép tương đối). tiết bị lăn ép [2÷4]. Trong sơ đồ hình 1 tấm dưới cố định, tấm trên ép Trạng thái ứng suất biến dạng của chi tiết hình trụ ...