В работе рассматривается задача о вдавливании жесткого конуса в поверхность упругопластического тела. Обозначена актуальность исследования. Приведены расчетная схема, конечно-элементная модель. Проведена проверка контактного алгоритма. Качественное и количественное совпадение численного и теоретического решений позволили заключить об адекватности используемого контактного алгоритма и применимости его для решения задачи. Проведены расчеты для различных комбинаций свойств материалов. Приведены некоторые графики геометрии профиля наплыва, который остается на поверхности упругопластического тела после снятия нагрузки с конического индентора. Проведена аппроксимация полученных данных и получена четырехпараметрическая функция, описывающая профиль наплыва.
This paper considers the problem of cone indentation in the surface of elastic-plastic body. The paper presents the relevance of the research. Are shown design scheme and finite-element model.Made verification of the contact algorithm.Qualitative and quantitative agreement between the numerical and theoretical solutions have allowed to conclude on the adequacy of the used contact algorithm and its applicability to solve the problem.Calculations were made for various combinations of material properties.Are some of the graphics profile geometry beading, which remains on the surface of the elastic-plastic body after removal of the load with a conical indenter.Conducted approximation of the data obtained and the four-parameter function describing the profile of the beading.
1. А.с. 1158855 СССР, МКИ G 01 В 5/30. Способ оценки остаточных напряжений / О.П. Осташ, Б.М. Зайдель, В.Т. Жмур–Клименко // Открытия. Изобретения. – 1985. – № 20.
2. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. - М. : Мир, 1989. - 510 с.
3. Игнатьев А.Г. Диагностирование поверхностных остаточных напряжений в металлических покрытиях, нанесенных при восстановлении деталей : автореф. дис. … докт. техн. наук. − Челябинск, 2008. - 40 с.
4. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. - М. : Наука, 1969. - 420 с.
5. Коновалов Д.А. Разработка методики восстановления кривой деформационного упрочнения металлических материалов по диаграммам вдавливания конических инденторов : автореф. дис. … канд. техн. наук. − Екатеринбург, 2007.
6. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела : учеб. пособие. - М. : Наука, 1988. - 712 с.
7. Смирнов С.В., Экземплярова Е.О. Учет различных факторов при моделировании внедрения конического индентора в упругопластический материал // Ресурс и диагностика материалов и конструкций : мат-лы IV Рос. науч.-техн. конф. - Екатеринбург, 2009.
8. Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела. - М. : Наука, 1975. - Т. 1. - 832 с.
9. Hardy C. Elastoplastic indentation of a half-space by a rigid sphere / C. Hardy, C.N. Baronet, G.V. Tordion // J. Numerical Methods in Engng. – 1971. – № 3. – P. 451.
10. Jackson R. A finite element study of the residual stress and deformation in hemispherical contacts / R. Jackson, I. Chusoipin, I. Green // J. of Tribology. – 2005. – V. 127, № 7. – P. 484-493.