Разработка эффективных режимов скоростного индукционного нагрева изделий с учетом термических напряжений
Диссертация
Методика расчета скоростного индукционного нагрева позволяет обеспечить проведение технологического процесса с максимально высокой производительностью при соблюдении ограничений по предельно допустимым значениям термических напряжений в нагреваемом изделии. В частности, по результатам проведенных расчетных исследований показано, что переход от одностадийного нагрева изделий к скоростному нагреву… Читать ещё >
Список литературы
- Кувалдин А.Б. Индукционный нагрев ферромагнитной стали. М.: Энергоатомиздат, 1988. — 200 с.
- Кувалдин А.Б. Теория индукционного и диэлектрического нагрева. -М.: МЭИ, 1999.-80 с.
- Кувалдин А.Б. Технологические процессы с применением индукционного нагрева. -М.: МЭИ, 1990. 104 с.
- Кувалдин А.Б., Лепешкин А. Р. Скоростные режимы индукционного нагрева и термонапряжения в изделиях: Монография. Новосибирск: Изд.-во НГТУ, 2005. — 284 с. — (Серия «Современные электротехнологии»).
- Лепешкин А.Р. Особенности расчета индукционного нагрева и термонапряженного состояния заготовок прямоугольного сечения // Электричество. 2006. № 5. С. 49−53.
- Кувалдин А.Б., Лепешкин А. Р. Скоростной индукционный нагрев металлических цилиндрических заготовок с учетом термонапряжений и упруго-пластических свойств // Электричество. 2002. № 6. С. 30−36.
- Кувалдин А.Б., Лепешкин А. Р. Режимы скоростной индукционной поверхностной закалки с учетом термических и остаточных напряжений // Электричество. 2004. № 5.-С. 29−33.
- Кувалдин А.Б., Лепешкин А. Р. Особенности термомеханического нагружения дисков турбомашин с применением индукционного нагрева // Вестник МЭИ. 1996. № 3. С. 107−112.
- Кувалдин А.Б., Лепешкин А. Р. Выбор режимов индукционного нагрева и конструкций индукторов для моделирования термонапряженного состояния вращающихся дисков турбин // Электротехника. 1998. № 5. С. 39−46.
- Кувалдин А.Б., Лепешкин А. Р. Расчет скоростного индукционного нагрева цилиндрических заготовок с учетом ограничений по термическим напряжениям//Электротехника. 2000. № 3. С. 48−53.
- Кувалдин А.Б., Лепешкин А. Р. Математическое моделирование регулируемого охлаждения изделий прямоугольного сечения с использованием индукционного нагрева при ограничениях на термонапряжения // Электрометаллургия. 2003. № 1.-С. 13−20.
- Счастливцев В.М. Новые представления о природе бейнитного превращения в сталях // Металловедение и термическая обработка металлов. 2005. № 7.-С. 24−29.
- Кузнецов Н.Д., Цейтлин В. И., Волков В. И. Технологические методы повышения надежности деталей машин. М.: Машиностроение, 1993. -304 с.
- Ганиев Р.Ф., Кобаско Н. И., Фролов К. В. Научно-технический прогресс в машиностроении. Выпуск № 18. Волновая технология в упрочнении материалов. Под ред. Фролова К. В. М. 1989.
- Приходько В.М. Металлофизические основы разработки упрочняющих технологий / В. М. Приходько, Л. Г. Петрова, О. В. Чудина. М.: Машиностроение. 2003. — 380 с.
- Барвинок В.А., Вишняков М. А. Повышение усталостной прочности высоконагруженных деталей ГТД методом термопластического упрочнения // Тяжелое машиностроение. 2004. № 10. С. 6−9.
- Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1965. 232 с.
- Овсеенко А.Н., Щур Д.М. Определение осевых остаточных напряжений в цилиндрических деталях // Заводская лаборатория. 1976. № 12. С. 1505−1508.
- Кудрявцев И.В., Наумченков Н. Е., Саввина Н. М. Усталость крупных деталей машин. М.: Машиностроение, 1981. 237 с.
- Кравченко Б.А., Куцило В. Г., Гутман Г. Н. Термопластическое упрочнение резерв повышения прочности и надежности деталей машин. Под ред. Б. А. Кравченко. Самара: 2000. — 215 с.
- Головин Г. Ф., Замятнин М. М. Высокочастотная термическая обработка. М.: Машиностроение, 1990. 239 с.
- Шепеляковский К.З. Упрочнение деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве. М.: Машиностроение. 1972. 287 с.
- Rudnev V. Tips for successful induction hardening of steels. Industrial Heating. January, 2005. P. 29−30.
- Rudnev V. Be aware of the 'fine print' in the science of metallurgy of induction hardening: part 1. Industrial Heating. March, 2005. P. 37- 42.
- Rudnev V., Loveless D., et al. Handbook of Induction Heating. Marcel Dekker. 2003.
- Ловелес Д.Л., Кук P.Л., Руднев В. И. Современные тенденции в технологии индукционной термической обработки в США // Металловедение и термическая обработка металлов. 2001. № 6.
- Nacke В., Wrona Е. Design of complex induction hardening problems by the use of numerical simulation // Research in Electrotechnology and Applied Informatics. International Conference Proceedings. Katowice. 2005. P. 159−164.
- Schwenk W. SDF Induction heating provides accurate contour hardening of PM Parts. Industrial heating, May, 2003. P. 51−53.
- Вологдин В.П. Поверхностная индукционная закалка. М.: Оборон-гиз. 1947.
- Серенсен С.В., Загриценко З. Т. Влияние поверхностной закалки с нагревом токами высокой частоты на сопротивление усталости валов из стали 40ХНМА. Выпуск № 235. М.: Оборонгиз, 1953. 23 с.
- Tanaka К., Sato A. A mechanical view of transformation induced plasticity//Ingenieur-Archiv. 1985. № 55.-P. 147−155.
- Гурченко П.С., Герман М. Л. Математическое моделирование температурного поля при закалке шестерен индукционным нагревом под слоем воды // Инженерно-физический журнал. 2000. Т. 73, № 2. С. 423−429.
- Овсеенко А.Н. Остаточные напряжения во впадинах зубьев зубчатых колес, закаленных по контуру с нагревом ТВЧ // Исследования по упрочнению деталей машин: Тр. ЦНИИТМАШ. Вып. III. М.: Машиностроение, 1972.-С. 263−273.
- Гузанов Б.Н., Мигачева Г. Н., Большакова М. Ю. Влияние поверхностного упрочнения на надежность и работоспособность зубчатых колес // Вестник машиностроения. 2005. № 9. С. 56−59.
- Ушаков Б.К., Ефремов В. Н., Шишимиров В. А. Особенности закалки быстрорежущей стали при индукционном нагреве // Технология металлов. 1999. № 4.-С. 2−4.
- Barglik J., Ducki К. Mathematical modeling of continual induction surface hardening process // Research in Electrotechnology and Applied Informatics. International Conference Proceedings. Katowice. 2005. P. 173−178.
- Dol^ga D. Modelling and simulations of induction surface hardening process // Research in Electrotechnology and Applied Informatics. International Conference Proceedings. Katowice. 2005. P. 165−172.
- Кувалдин А.Б., Лепешкин А. Р. Особенности скоростного индукционного нагрева под поверхностную закалку // Тезисы V Международной конференции «Электромеханика, электротехнологии и электроматериаловедение.» Алушта. 2003. С. 22−25.
- Лепешкин А.Р., Лепешкин С. А. Методика моделирования нестационарного теплового и термонапряженного состояния деталей с учетом фазовых превращений при закалке токами высокой частоты // Вестник дви-гателестроения. 2004. № 2. С. 116−119. (Украина).
- Кидин И.Н. Физические основы электротермической обработки металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1969. — 376 с.
- Васильев А.С., Царевский В. В. Высокоинтенсивный индукционный нагрев // Электричество. 2001. № 12. С. 37−43.
- Бровер Г. И., Варавка В. И., Русин А. П. Особенности строения и свойств инструментальных сталей после высококонцентрированного нагрева и отпуска // Физика и химия обработки материалов. 1988. № 5. С. 107 113.
- Chandler Н.Е. Almost amorphous structure produced by pulse hardening //Metal Progress. 1982. V. 122, № 4, P. 41−43.
- Di Pieri C., Lupi S., Cappello A, Crepaz G. Capacitors discharge induction heating installations for high -frequency pulse hardening // 10-th UIE Congress, June 18−22. 1984. Stockholm, Sweden. 1984. n. 312.
- Stahli H. Kurzzeit warmebehanalung. Bericht liber 12 Jahr // Hartertechn. Mitt., 1984. B. 39, № 3. S. 81−90.
- Kapitza P. Proc. Roy. soc., 1927. A 115. P. 658.
- Установки индукционного нагрева / A.E. Слухоцкий, B.C. Немков, H.A. Павлов и др. Л.: Энергоиздат. 1981. — 328 с.
- Слухоцкий А.Е., Рыскин С. Е. Индукторы для индукционного нагрева. Л.: Энергия. 1974. 263 с.
- Шамов А.Н., Бодажков В. А. Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок. Л.: Машиностроение, 1974. 280 с. 143. Вайнберг A.M. Индукционные плавильные печи. М.: Энергия, 1960. -456 с.
- Волохонский Л.А. Вакуумные дуговые печи. М.: Энергоатомиздат, 1985.
- Демьянушко И.В., Темис Ю. М. Определение циклической долговечности при проектировании роторов авиационных ГТД // Проблемы прочности и динамики в авиадвигателестроении. Вып. 2. Труды ЦИАМ. № 996. 1082.-С. 24−38.
- Михайлова Э.А., Михайлова Н. А. Об эффективности замены сплава ЭИ698ВД дисков турбины ГТД на более жаропрочный сплав ЭП741НП // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Харьков: ХАИ, 2001. Вып.23. Двигатели и энергоустановки.
- Гончар Н.В. Применение факторного анализа для статистической обработки параметров пазов дисков компрессора // Авиационно-космическая техника и технология. Харьков: ХАИ, 2005. Вып. 9/25. — С. 88−92.
- Михайлов А.Л. Критерий несущей способности дисков ротора турбины ГТД на основе математического моделирования объемного НДС // Вестник двигателестроения. Запорожье. 2003.№ 2. -С. 105−109.
- Колотников М.Е. Предельные состояния деталей и прогнозирование ресурса газотурбинных двигателей в условиях многокомпонентного нагружения. Рыбинск: РГТА. 2003. — 135 с.
- Патент № 2 235 982 РФ. Способ термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин / А. Р. Лепешкин, В. А. Скибин. 2004. Бюл. № 25.
- Св. № 32 272 РФ. Устройство для возбуждения и определения колебаний лопаток турбомашин / А. А. Хориков, А. Р. Лепешкин, В. А. Скибин. 2003. Бюл. № 25.
- Св. № 33 225 РФ. Устройство для испытаний деталей турбомашин / А. Р. Лепешкин, В. В. Андреев, Б. А. Балуев. 2003. Бюл. № 28.
- Лепешкин А.Р. Циклические испытания дисков ГТД на разгонном стенде с использованием индукционного нагрева // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Харьков: ХАИ, 2000. Вып. 9. Двигатели и энергоустановки. — С. 456−460.
- Лепешкин А.Р., Лепешкин С. А. Формирование испытательных циклов дисков ГТД при термоциклических испытаниях на разгонном стенде с использованием индукционного нагрева // Вестник двигателестроения. 2006. № 3.-С. 121−125.
- Лепешкин А.Р. Моделирование термонапряженного состояния дисков ГТД при стендовых испытаниях // Тезисы докладов XLV Научно-технической сессии по проблемам газовых турбин.- Санкт-Петербург. 1998. -С. 55.
- Лепешкин А.Р. Моделирование режимов разгона и нагрева дисков и рабочих колес ГТД с учетом процессов трения и теплообмена при испытаниях на разгонном стенде // Тезисы докладов международной конференции. Самара. 2001. Часть I. С. 253 -255.
- Рабинович В.П., Васильченко Г. С. Установка ВРД-500 для прочностных испытания дисков диаметром до 500 мм // Труды ЦНИИТМАШ. 1960. № 12.
- Васильченко Г. С., Чернявский Л. Л., Романов B.C. и др. Установка ВРД-300 для прочностных испытаний рабочих колес высокооборотных турбин //Проблемы прочности. 1971. № 1 С. 97−100.
- Горностай В.И., Баженов В. Г., Тонюк И. И. Разгонный стенд для испытания вращающихся элементов турбомашин // Проблемы прочности. 1973. № 10.-С. 100−103.
- Козлов И.А., Городецкий В. Н., Ахременко В. Л. Стенд для исследования прочности дисков в широком интервале температур при программном нагружении // Проблемы прочности. 1975. № 1. С. 111−113.
- Демьянушко И.В., Суржин B.C. Проблемы автоматизированных циклических испытаний дисков и роторов на разгонных стендах // Проблемы прочности. 1981. № 7.-С. 110−115.
- Данилушкин А.И., Еленевский Д. С., Котенев В. И. и др. АСУ процессами многофакторных испытаний на специализированном стенде для прочностной доводки элементов конструкций // Проблемы прочности. 1990. № 5. -С. 116−119.
- Лепешкин А.Р. Разгонный стенд для прочностных испытаний дисков турбин // Тезисы докладов международной конференции «Экспериментальное оборудование и сертификация авиационной техники». Жуковский. 1995.
- Трухний А.Д. Экспериментальная установка для исследования термоусталости моделей дисков газовых турбин // «Доклады научно-технической конференции». МЭИ. 1969.
- Лепешкин А.Р. Оптимизация индукционного нагрева дисков ГТД при стендовых испытаниях // Тезисы докладов XLI научно-технической сессии по проблемам газовых турбин. Санкт-Петербург. 1994. — С. 109.
- Капица П.Л. Устойчивость и переход через критические обороты быстровращающихся роторов при наличии трения // Журнал технической физики. Т. IX. Вып. 2. 1939. С. 124−147.
- Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация: Пер. с англ. М.: Мир. 1985. 212 с.
- Зарубин B.C., Станкевич И. В. Расчет теплонапряженных конструкций. М.: Машиностроение, 2005. — 352 с.
- Иванов М.Я., Почуев В. П. Проблемы создания высокотемпературных турбин современных авиационных двигателей // Конверсия в машиностроении. 2000. № 5. С. 34−46.
- Дорфман Л.А. Гидродинамическое сопротивление и теплообмен вращающихся тел .- М.: Физматгиз. 1960. 509 с.
- Stodola A. Die Dampf und Gasturbinen. 6 Auflage. 1924.
- Патент № 2 080 745 РФ. Индуктор для методического нагрева заготовок в форме тела вращения / А. Б. Кувалдин, А. Р. Лепешкин. 1997. Бюл. № 15.
- Патент № 2 101 883 РФ. Индуктор для нагрева вращающихся деталей /А.Б. Кувалдин, А. Р. Лепешкин. 1998. Бюл. № 1.
- Св. № 7268 РФ. Индуктор для нагрева вращающихся деталей / А. Б. Кувалдин, А. Р. Лепешкин. 1998. Бюл. № 7.
- Лепешкин А.Р. Индукторы для нагрева дисков ГТД при испытаниях на разгонных стендах // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Харьков: ХАИ, 2002. Вып. 33/4. Двигатели и энергоустановки. С. 163−165.
- Данилушкин А.И. Моделирование электромагнитных и тепловых полей при ускоренных термоциклических испытаниях дисков ГТД на автоматизированных стендах // Изв. вузов. Электромеханика. 1996. № 5−6. С. 109−113.
- Загрядцкий В.И., Кобяков Е. Т. Магнитное поле некругового витка с током в однородной изотропной среде // Изв. вузов. Электромеханика. 2000. № 4.-С. 17−22.
- А.с. № 1 359 915 СССР. Индуктор Авербуха для нагрева дисков /А.Е. Авербух // 1987. Бюл. № 46.
- А.с. № 1 399 896 СССР. Способ индукционного нагрева кольцевой зоны плоского изделия / А. А. Базаров, А. И. Данилушкин, Л. С. Зимин, Э. Я. Рапопорт и др. 1988. Бюл. № 20.
- А.с. № 1 115 247 СССР. Щелевой индуктор для нагрева вращающихся деталей / А. М. Симкин. 1984. Бюл. № 35.
- А.с. № 1 677 879 СССР. Индукционная нагревательная установка / А. И. Данилушкин, Л. С. Зимин, Э. Я. Рапопорт и др. 1991. Бюл. № 34.
- Св. № 12 315 РФ. Устройство для индукционного нагрева / А. Б. Кувалдин, А. Р. Лепешкин. 1999. Бюл. № 12.
- Св. № 19 977 РФ. Высокочастотный инвертор / А. Б. Кувалдин, А. Р. Лепешкин, С. А. Лепешкин. 2001. Бюл. № 28.
- Лепешкин А.Р. Система индукционного нагрева для многозонного регулирования теплового и термонапряженного состояния дисков ГТД наразгонном стенде // Тезисы докладов 5-го международного симпозиума «Авиационные технологии XXI века». Жуковский. 1999.
- Калантаров П.Л., Цейтлин Л. А. Расчет индуктивностей. Л.: Энерго-атомиздат. 1986.
- Горелкин Н.М., Богов И. А. Стенд для экспериментального исследования температурных напряжений в лопатках // Энергомашиностроение. 1975. № 9. С. 43−44.
- Колотников М.Е., Солянников В. А. Программа эквивалентных испытаний лопатки турбины в лабораторных условиях // Проблемы прочности. 1991. № 7-С. 89−92.
- Писаренко Г. С., Петренко А. И. Об одной методике испытаний турбинных лопаток на термоусталость // Проблемы прочности. 1976. № 6 С. 100−105.
- Третьяченко Г. Н., Волощенко А. П. К оценке влияния статической нагрузки на термостойкость моделей лопаток газовых турбин, работающих в условиях теплосмен // Проблемы прочности. 1971, № 2 С. 86−90.
- NASA Tech. Brief., № 12, 1990, P. 1083.
- Warren J.R., Cowles B.A. A simplifided thermal mechanical fatigue test method // Journal of engineering for gas turbines and power, Vol.108, №.3. 1986. -P. 515.
- Бычков Н.Г., Лепешкин A.P., Першин A.B. Расчетно-экспериментальное определение термических напряжений неравномерно нагретой лопатки турбины // Тезисы докладов научно-технической сессии по проблемам газовых турбин. М. 1997. С. 69.
- Бычков Н.Г., Лепешкин А. Р., Першин А. В. Индуктор для неравномерного нагрева лопаток турбины при стендовых испытаниях // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Авиационные технологии 2000». Жуковский, 1997. С. IV-48.
- Патент № 2 101 883 РФ. Индуктор для нагрева деталей сложной формы / А. Р. Лепешкин, Н. Г. Бычков, А. В. Першин. 1998. Бюл. № 32.
- Патент № 2 250 451 РФ. Установка для испытаний лопаток турбо-машин на термомеханическую усталость / Н. Г. Бычков, А. Р. Лепешкин, А. В. Першин. 2005. Бюл. № 11.
- Патент № 2 254 668 Россия. Ламповый генератор / Лепешкин А. Р., Бычков Н. Г., Першин А. В. 2005. Бюл. № 17.
- Св. № 37 900 РФ. Устройство для нагрева диэлектрического или полупроводникового материала / А. Р. Лепешкин, А. Б. Кувалдин, Н. Г. Бычков, А. В. Першин, С. А. Лепешкин. 2004. Бюл. № 13.
- Патент № 2 259 548 Россия. Способ испытаний деталей с теплозащитным покрытием на долговечность / А. Р. Лепешкин, Н. Г. Бычков, А. В. Першин. 2005. Бюл. № 24.
- Патент № 2 248 682 Россия. Способ нагрева диэлектрического или полупроводникового материала / А. Р. Лепешкин, А. Б. Кувалдин, Н. Г. Бычков, А. В. Першин. 2005. Бюл. № 8.
- Св. № 37 829 РФ. Устройство для термоциклических испытаний деталей с теплозащитным покрытием / Бычков Н. Г., Лепешкин А. Р., Першин А. В., Лепешкин С. А. 2004.
- Ляшенко Б.А., Ножницкий Ю. А., Чао-Шенжу. Термомеханические испытания теплозащитных покрытий на лопатках газовых турбин / Тезисы докладов международной н.-т. конференции по проблемам прочности ГТД. Киев. 2004.-С. 123−124.
- Фишгойт А.В., Ножницкий Ю. А., Розанов М. А. и др. Прочность и трещиностойкость керамик с малыми поверхностными трещинами // Технология легких сплавов. 1997. № 4. С. 24—26.
- Каблов Е.Н., Голубовский Е. Р. Жаропрочность никелевых сплавов. -М.: Машиностроение. 1998. -464 с.
- Гецов Л.Б. Детали газовых турбин. Л.: Машиностроение, 1982. -296 с.
- Патент № 2 176 389 РФ. Способ испытания корпуса на непробиваемость и устройство для его реализации / А. Р. Лепешкин, Н. Г. Бычков. 2001. Бюл. № 33.
- Патент № 2 207 534 РФ. Способ испытания корпуса на непробиваемость и устройство для его реализации / А. Р. Лепешкин, Н. Г. Бычков Н.Г. 2003. Бюл. № 18.
- BR715 clears last certification hurdle before 717 flight // Flight. 1998. 15−21/VII. v. 154. 4634. P.12.
- Air et Cosmos. 2004, № 1944. P. 25.
- Aerospace testing International. 2004. № IX. P. 4.
- Баженов В.Г., Тростенюк Ю. И., Захаров B.K. Универсальный разгонный стенд для повторно-статических испытаний крупногабаритных элементов роторов // Проблемы прочности. 1988, № 9. С. 114−116.
- Патент № 2 267 760 РФ. Способ испытания корпуса на непробиваемость и устройство для его реализации / А. Р. Лепешкин, Н. Г. Бычков. 2006. Бюл № 1.
- Лепешкин А.Р. Методики испытаний деталей ГТД на разгонных стендах // Сборник тезисов докладов II международной научно-технической конференции «Авиадвигатели XXI века». -М.: ЦИАМ. 2005. -том 2.-С. 166−167.
- Кузнецов О.А., Смыслов В. И. Силовые воздействия на конструкцию самолета при отрыве лопатки двигателя и их воспроизведение на земле. // Ученые записки ЦАГИ. 1999. Том XXX, № 3−4.
- Колотников М. Е, Моссаковский П. А. Экспериментально-вычислительный подход к оценке непробиваемости корпусов // Сборник тезисов докладов II международной научно-технической конференции «Авиадвигатели XXI века». М.: ЦИАМ. 2005. том 2. — С. 179−180.