Ученые Института механики сплошных сред (ИМСС) УрО РАН (филиала Пермского федерального исследовательского центра (ПФИЦ) УрО РАН) – участники научно-образовательного центра мирового уровня «Рациональное недропользование» в рамках проекта «Передовые производственные технологии авиадвигателестроения» – разрабатывают методику расчета циклического ресурса ответственных деталей авиационного двигателя с поверхностными остаточными напряжениями.

В качестве такой ответственной детали, например, выступает диск компрессора высокого давления, поверхность которого для увеличения усталостного ресурса подвергают дробеструйной обработке.

Ученые исследуют ряд открытых вопросов, решение которых необходимо для экспериментального обоснования технологических режимов формирования благоприятных остаточных напряжений на поверхности и методики расчетов прогноза циклической долговечности таких деталей.

В процессе работы была усовершенствована методика реконструкции погранслоя собственных деформаций из данных подходящих экспериментов и внедрения их в численную модель для расчета остаточных напряжений, а также построена эволюционная модель накопления усталостных повреждений, не использующая гипотезу об их аддитивности, которая востребована для моделирования нестационарных циклических нагружений, например – полетных циклов.

Для такого нагружения решена задача определения циклического ресурса диска турбины высокого давления, поверхности которого подвергнуты дробеструйной обработке. Показано, что остаточные напряжения смещают опасные точки с поверхности под упрочненный погранслой, практически не изменяя напряжений внутри детали. Поэтому остается открытой проблема, связанная с необходимостью выполнения усталостных испытаний образцов с поверхностными сжимающими остаточными напряжениями.

Результаты исследования были озвучены на прошедшем в Московском авиационном институте XXIX Международном научном симпозиуме «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» имени А. Г. Горшкова и отмечены оргкомитетом симпозиума.

Подготовлена статья в журнал «Известия вузов. Машиностроение» в МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Источник: ПФИЦ УрО РАН.