Контактна взаємодія дискретно-континуально зміцнених деталей двигунів внутрішнього згоряння

Abstract

У роботі описані дослідження напружено-деформованого стану дискретно-континуально зміцнених деталей двигунів внутрішнього згоряння. Розроблено параметричну модель мікроосередку, який містить комірку із двох частин. Перша частина моделює фрагмент алюмінієвої деталі із поверхневим корундовим шаром. Друга частина – це фрагмент чавунної деталі із зоною дискретного зміцнення зі сталі. Варіюються: модуль пружності матеріалу корундового шару та форма зони дискретного зміцнення. Установлені залежності міцнісних та жорсткісних характеристик досліджуваної системи від варійованих параметрів. Вони є основою для обгрунтування раціональних режимів технології дискретно-континуального зміцнення деталей двигунів внутрішнього згоряння. У ході досліджень установлено, що раніше визначені для дискретного зміцнення ефекти сприятливого перерозподілу контактної взаємодії між деталями зберігаються і для дискретно-континуального зміцнення. Ви-значені характерні залежності характеристик напружено-деформованого стану елементів дискретно-континуально зміцнених деталей від варійованих властивостей поверхневих шарів континуально зміцненої деталі, з одного боку, та форми зони дискретного зміцнення, – з іншого. Це дає можливість визначати чутливість характеристик до цілеспрямованого або випадкового варіювання цих факторів. Установлена також доцільність постановки та розв’язання оптимізаційних задач визначення таких режимів технологічної операції дискретно-континуально зміцнення, які забезпечують підвищення характеристик міцності, довговічності, коефіцієнта корисної дії двигунів внутрішнього згоряння та інших машин, агрегатів і вузлів, що містять зміцнені таким способом деталі. Розроблений підхід, моделі та методи досліджень у подальшому будуть застосовані до досліджень напружено-деформованого стану контактуючих дискретно-континуально зміцнених деталей конструкцій задля підвищення технічних і тактико-технічних характеристик виробів машинобудівних підприємств.Studies of the stress-strain state of discrete-continuously strengthening parts of internal combustion engines are described in the paper. A parametric model of a microcell containing a two-part cell has been developed. The first part simulates a fragment of an aluminum part with a surface corundum layer. The second part is a fragment of a cast iron part with a zone of discrete strength-ening of steel. Vary: modulus of elasticity of the corundum layer material and the shape of the discrete hardening zone. The dependences of the strength and stiffness characteristics of the studied system on the varied parameters are established. They are the basis for substantiation of rational modes of technology of discrete-continuous strengthening of parts of internal combustion engines. In the course of research, it was found that previously determined for discrete strengthening, the effects of a favourable redistribution of contact interaction between parts are preserved for discrete-continuous strengthening. The characteristic dependences of the features of the stress-strain state of the elements of discrete-continuously strengthening parts on the varied properties of the surface layers of the continuously strengthened part, on the one hand, and the shape of the discrete strengthening zone, on the other, are determined. This makes it possible to determine the sensitivity of the characteristics to purposeful or random variation of these factors. It is also expedient to set and solve optimization problems to determine such modes of technological operation of discrete-continuous strengthening, which increase the characteristics of strength, durability, efficiency of internal combustion engines and other machines, units and assemblies containing such strengthened parts. The developed approach, models and research methods will be further applied to studies of the stress-strain state of contacting discrete-continuously strengthened parts of structures to improve the technical and tactical and technical characteristics of products of machine-building enterprises.