III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

В области контакта ролика с валом при накатывании образуется локальный очаг деформации (ОД). В статье размеры и форму ОД предлагается учитывать двумя факторами: радиусом рабочего профиля ролика и глубиной внедрения ролика в тело вала (величиной натяга).

При анализе напряженного состояния в касательной плоскости обнаружилось, что наибольшие растягивающие напряжения образуются в окружном направлении в сечении, проходящем через вершину вспучивания. При этом окружные деформации растяжения, обусловливающие появление трещины, вызываются равновеликими осевыми деформациями сжатия. Критические деформации растяжения сосредотачиваются в вершине волны как в наиболее ослабленном сечении. В связи с этим было применено аналитическое моделирование, основанное на физических закономерностях формирования упрочненного слоя с привлечением трибологического аспекта пластического деформирования. Совершенно новым при этом явился учет фактора трения ролика о заготовку. Трение вызывает на поверхности касательное напряжение, достигающее 0,5 σ_S  (σ_S - истинный предел текучести).

Была разработана аналитическая модель процесса пластического деформирования коническим индентором. В модели учитывалось упрочнение материала заготовки. Проводилась опытная оценка разработанной аналитической модели с применением конических роликов с углами контакта 5⁰, 10⁰, 15⁰   при величинах натяга 0,25...1,75 мм, показавшая ее правильность. А так же результатами опытов установлено, что ролик с конической рабочей поверхностью по упрочняющей способности более эффективен, чем тороидальный (в 1,5...1,6 раза).