Например, Бобцов

Моделирование износа алюминиевого сплава частицами SiO2

Аннотация:

Введение. Современные методы моделирования процесса эрозии материалов твердыми частицами позволяют на микроуровне оценить влияние условий движения частиц, контакта с поверхностью, их формы и материала. Известные зарубежные работы по изучению пар эродента и алюминиевых, титановых сплавов и сталей не дают правильной оценки влияния трения и вращения частиц на остаточное напряженно-деформированное состояние и глубину износа при относительно высоких скоростях частиц. Мало изученным остается вопрос кратковременного нагрева приповерхностного слоя, что при высоких температурах может влиять на свойства материала. Устранение такой неопределенности повысит предиктивную точность модели абразивного износа. Метод. В работе представлены результаты двумерного конечно-элементного моделирования эрозионного износа поверхности распространенного алюминиевого сплава Al6061-T6 при взаимодействии с частицами двуокиси кремния (SiO2). Упругопластическое поведение материала поверхности и условия разрушения задавались моделью Джонсона–Кука. Основные результаты. Для оценки взаимовлияния следов множественных ударов частиц и изменения напряженно-деформированного состояния поверхности выполнено моделирование последовательных ударов трех групп жестких частиц диаметром 250 мкм со скоростью 155 м/с под углом 45°. Изучено изменение эквивалентных напряжений в образце после каждого удара. Проведена оценка влияния трения между частицами SiO2 и поверхностью, а также вращения сферических частиц и его направления. Обсуждение. Показано, что учет трения влияет на профиль эквивалентных напряжений уже после первого удара и сохраняет влияние в дальнейшем. Зависимость результатов от направления вращения частиц при скорости 1000 об/мин проявляется только после второго удара и усиливается после удара третьей группы частиц. Предполагается, что для алюминиевых сплавов серии 6000 и сферических частиц SiO2 другого размера полученные зависимости будут качественно сохраняться. Дальнейшие исследования предполагают анализ влияния формы несферических частиц SiO2 при вращении, важность учета деформируемости частиц при ударе, а также воздействие этих эффектов при большем количестве ударов и различных условиях контакта.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2025 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО