К вопросу распределения остаточных напряжений в деталях с поверхностным упрочнением

Проведено исследование влияния распределения первоначальных деформаций, представленных в виде алгебраических функций, на эпюру остаточных осевых напряжений в поперечном сечении детали. Рассматривались стальные гладкие сплошные детали диаметром 10 мм и детали такого же диаметра с концентратором напряжений в виде полукруглого надреза радиусом 0,3 мм. Конечно-элементные модели выполнены в среде программного комплекса ANSYS в осесимметричной постановке. Моделирование остаточных напряжений проводилось методом термоупругости с заданием первоначальных деформаций в виде соответствующего им температурного поля. Установлено, что для всех рассмотренных эпюр осевых остаточных напряжений в поперечном сечении детали выполняется условие статического равновесия. Отмечено, что в гладких деталях эпюра осевых сжимающих остаточных напряжений является более полной по сравнению с деталями с концентратором напряжений. На основе проделанного исследования сделан вывод о том, что при моделировании остаточных напряжений в детали достаточно задать эпюру первоначальных деформаций в упрочненном слое. Эпюра распределения осевых остаточных напряжений самоуравновешивается без ввода корректировок по глубине залегания остаточных напряжений.