The effect of length of thick-walled cylinders on the residual stresses generated during the single-cycle mandrelling

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The methodology and results of experimental study by Sachs method of the effect of length of mandrelled thick-walled steel (0.5 % C) cylinders with inner diameter of 5 mm, outer diameter of 15 and 25 mm on residual stresses are studied. It is shown that such effect can take place both due to the uneven process of mandrelling along the cylinder length, and due to zero axial residual stresses on its ends. It is found that the length of cylinders has the strongest influence on axial residual stresses. With allowances between 1.9 and 13.7 % and length reduction from 40 to 10 mm, the largest absolute value of axial residual stresses decreases from 210 to 50 MPa. It is noted that when the outer diameter of cylinders is 15 mm its length significantly influence on both hoop and radial residual stresses. With the above-mentioned reduction in cylinders length, absolute values of hoop and radial residual stress in the region adjacent to the hole, depending on the mandrelling allowance, can increase (from -135 to -205 MPa and from -45 to 55 MPa respectively with 7.1 % allowance), decrease (from -315 to -235 MPa and from -135 to -95 MPa respectively with 0.9 % allowance) and remain almost unchanged (with 3.4 % allowance). The effect of length on these stresses is weak when the outer diameter of cylinders is 25 mm.

About the authors

V. F Skvortsov

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: TMRI@tpu.ru
30, Lenin Avenue, Tomsk, 634050, Russian Federation

A. O Boznak

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: boznakao@gmail.com
30, Lenin Avenue, Tomsk, 634050, Russian Federation

References

  1. Проскуряков Ю.Г. Дорнование отверстий. - Свердловск: Машгиз, 1961. - 192 с.
  2. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т.: т. 2 / под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение-1, 2003. - 943 с.
  3. Монченко В.П. Эффективная технология производства полых цилиндров. - М.: Машиностроение, 1980. - 248 с.
  4. Розенберг А.М., Розенберг О.А. Механика пластического деформирования в процессах резания и деформирующего протягивания. - Киев: Наукова думка, 1990. - 320 с.
  5. Скворцов В.Ф., Арляпов А.Ю., Охотин И.С. Дорнование глубоких отверстий малого диаметра // Справочник. Инженерный журнал. Приложение. - 2012. - № 2. - С. 1-24.
  6. Качество поверхности, обработанной деформирующим протягиванием / А.М. Розенберг, О.А. Розенберг, Э.И. Гриценко, Э.К. Посвятенко. - Киев: Наукова думка, 1977. - 187 с.
  7. Проскуряков Ю.Г., Романов В.Н., Исаев А.Н. Объемное дорнование отверстий. - М.: Машиностроение, 1984. - 224 с.
  8. Остаточные напряжения и точность деталей, обработанных дорнованием / Ю.Г. Проскуряков, А.Н. Исаев, Л.В. Попов, Ф.Ф. Валяев // Вестник машиностроения. - 1973. - № 7. - С. 57-60.
  9. Эффективные технологии дорнования, протягивания и деформирующе-режущей обработки / С.К. Амбросимов, А.Н. Афонин, А.Р. Ингеманссон, А.Н. Исаев, А.В. Киричек, Д.В. Крайнев, А.Р. Лебедев, В.Ф. Макаров, А.В. Морозова, П.А. Норченко, Ю.Н. Полянчиков, Д.Л. Соловьев; под ред. А.В. Киричека. - М.: Спектр, 2011. - 327 с.
  10. Скворцов В.Ф., Охотин И.С., Арляпов А.Ю. Остаточные напряжения при дорновании отверстий малого диаметра в полых толстостенных цилиндрах с большими натягами // Известия Томского политехнического университета. - 2010. - Т. 316, № 2. - С. 24-27.
  11. Экспериментальная оценка остаточных напряжений, формирующихся в толстостенных заготовках при одноцикловом дорновании с большими натягами / В.Ф. Скворцов, М.Г. Гольдшмидт, М.М. Шульгин, В.С. Федотов // Современные проблемы машиностроения: сборник научных трудов VII Международной научно-технической конференции, г. Томск, 11-13 ноября 2013 г. - Томск: Изд-во ТПУ, 2013. - C. 357-361.
  12. Остаточные напряжения при дорновании отверстий в толстостенных цилиндрах по схемам сжатия и растяжения / В.Ф. Скворцов, Р.С. Цыганков, А.О. Бознак, В.С. Федотов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2014. - № 3 (64). - С. 45-50.
  13. Кобрин М.М., Дехтярь Л.И. Определение внутренних напряжений в цилиндрических деталях. - М.: Машиностроение, 1965. - 175 с.
  14. Биргер И.А. Остаточные напряжения. - М.: Машгиз, 1963. - 232 с.
  15. Вишняков Я.Д., Пискарев В.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. - М.: Металлургия, 1989. - 254 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).