Simulate. Расчет каленых деталей

[DimonCAD 0]

Доброго времени суток! Есть необходимость рассчитать прогиб балки под действием силы. Если вести стандартный расчет, применив к модели стандартные характеристики материала (например 30ХГСА), вопросов не возникает, но как провести анализ подкаленой детали, скажем до 50HRC, из того же материала (ведь очевидно величина прогиба изменится)?   У кого есть какие соображения по этому поводу?

[piden 2 874]

И как, по-вашему, влияет закалка на механические характеристики материала?    Есть какие соображения по этому поводу?  

Изменено 7 сентября 2016 пользователем piden

[Солнцеворот 207]

Повышается жесткость поверхностных слоев?

[DimonCAD 0]

Твердость поверхостных слоев естественно повышается. Вопрос как это возможно учесть при расчетах, ведь все таки такой материал ведет себя иначе чем сырой...

Есть идея такая: в формуле расчета балки на прогиб есть только один параметр который характерезует свойства материала - это модуль Юнга => при его изменении меняется и прогиб.

[AlexKaz 1 823]

Композитчики могут размазать свойства слоёв в осреднённый модуль Юнга. У Вас настолько прецизионная балка, что необходимо учитывать разброс E по сечению? Может стоит провести эксперимент на разрывной машине и тиснуть некую методику осреднения с учётом большего HRC на поверхности?

 

 

Есть идея такая: в формуле расчета балки на прогиб есть только один параметр который характерезует свойства материала - это модуль Юнга

В линейной постановке. В нелинейной имеем второй, предел текучести, третий - предел прочности, для полного счастья четвёртый-пятый - относительные удлинение и сужение. И нигде не E, ни к-т Пуассона не фигурируют при закалке/отпуске. К примеру ст40Х http://www.profprokat.ru/content/view/203/

Изменено 8 сентября 2016 пользователем AlexKaz

[piden 2 874]

И нигде не E, ни к-т Пуассона не фигурируют при закалке/отпуске.

Good 

 

@@DimonCAD, попробуйте загуглить, какие именно параметры изменяются при закалке 

[DimonCAD 0]

Балка используется в качестве направляющей, где не допускается ее прогиб под весом каретки которая двигается по ней. Но вопрос скорее интересует в целом как быть с калеными материалами, ведь они сплошь и рядом в машиностроении.

Тоесть справочных данных нигде не найду как ведет себя подкаленый материал(какие свойства имеет)?! Только натурный эксперимент на машине?

[piden 2 874]

данных нигде не найду как ведет себя подкаленый материал(какие свойства имеет)

Да ладно. Вот сходу нашлось

http://file.scirp.org/pdf/JMMCE20110300006_82254563.pdf

http://en.sv-jme.eu/scripts/download.php?file=/data/upload/2010/02/5_2010_001_Smoljan_zl_p115_120.pdf

http://www.journalamme.org/papers_vol43_2/4328.pdf

[Bully 1 098]

@@DimonCAD, вам тут пытаются намекнуть, что закалка на прогиб не влияет. На прочность, твердость, износостойкость, да. На прогиб - нет. Уж простите, народ, что намеки не продолжил.

[piden 2 874]

вам тут пытаются намекнуть, что закалка на прогиб не влияет

Скажем так: в упругой зоне различия пренебрежимо малы.

[DimonCAD 0]

Хм! Пожалуй не влияет(не приходила в голову эта мысль). Нужно обдумать все выше сказанное. Спасибо всем откликнувшимся!

[Bully 1 098]

Скажем так: в упругой зоне различия пренебрежимо малы.

 Согласен, так будет лучше.

[Ветерок 2 108]

что закалка на прогиб не влияет

наверное, если толщина балки не соизмеримо больше толщины закалённого слоя :)

[piden 2 874]

наверное, если толщина балки не соизмеримо больше толщины закалённого слоя :)

Даже если вдруг целиком прокалить. Плюс "балка для направляющей" может оказаться двутавром, или с каким другим тонкостенным сечением, и тогда толщина закаленного слоя становится уже вполне соизмерима с толщиной стенки балки.

Изменено 8 сентября 2016 пользователем piden

[Ветерок 2 108]

даже если вдруг целиком прокалить

вот в этом я сомневаюсь. Ибо твердость станет уже не поверхностностной, а "сплошной". Изменится структура металла и все модули изменятся. Твердость - хрупкость. То, что без закалки прогибалось, теперь просто треснет.

Я не прочнист, но по физике мне так представляется. Или не так?

[piden 2 874]

То, что без закалки прогибалось, теперь просто треснет.

Само по себе треснет, или может все же под нагрузкой? А без закалки будет до бесконечности прогибаться?

 

Если бы кто дал себе труд просмотреть те доки, ссылки на которые даны выше, и проанализировать, как будет выглядеть диаграмма деформирования для стали закаленной и незакаленной.

[Vladislav2609 0]

Насколько помню в симулейте есть такая функция, как объемная область, или типа того, которой можно назначить материал с другими свойствами. Пределы прочности при разной твердости есть в ОСТе 92-1311. А вообще если закалка поверхностная она практически не влияет на прогиб.

Изменено 8 сентября 2016 пользователем Vladislav2609

[Bully 1 098]

вот в этом я сомневаюсь. Ибо твердость станет уже не поверхностностной, а "сплошной".

 Это неважно. Заметно повышается только твердость/прочность, а не те свойства, которые влияют на прогиб (модуль Юнга и коэффициент Пуассона). Более того, они несильно меняются даже в зависимости от марки стали. Вот температура эксплуатации да, влияет на эти значения. И то начиная с каких-то значений.

Изменено 8 сентября 2016 пользователем Bully

[Bully 1 098]

Может так будет более понятно? Прогиб - это деформация в зоне упругости. Упругость от твердости практически не зависит. Просто у разных материалов по-разному. А вот в зоне пластичности уже начинаются необратимые деформации. Термообработка материалов как раз сдвигает эту зону пластичности в сторону бо'льших значений, позволяя нагружать детали побольше.

 

Была тема, кстати, яндекс указывает: http://fsapr2000.ru/topic/16041-zavisimost-modulia-iunga-ot-tverdosti-stali/

Изменено 8 сентября 2016 пользователем Bully

[Maik812 290]

Закалка закалке рознь! Закалка в масле, в воде или другой среде сильно отличается.. особенно например среда азот или углерод. Вопщем технология закалки и термообработки металла является ноу-хау каждого предприятия на западе по крайней мере. Даже в печи с термообработки имеется уникальный цикл временной и температурный. Эту программу и вводят в печь и она отрабатывает бывает по несколько дней непрерывно...