автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Исследование напряженно-деформированного состояния структурно-неоднородной среды

На правах рукописи

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ (НА ПРИМЕРЕ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ СО СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМОЙ АРМИРУЮЩЕГО ЗЕРНА)

Специальность: 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Э 11Л

1 ~ J

Москва-2009

003467875

Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов инженерного факультета Российского университета дружбы народов.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Расторгуев Г.А

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

- доктор технических наук, профессор Козочкин М.П.

- кандидат технических наук, доцент Шехорин В.К.

ФГУП «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология»

Защита состоится мая 2009 г. в '/3" часов на заседании

диссертационного совета Д 212.203.16 при Российском университете дружбы народов по адресу: 113090, Москва, Подольское шоссе, дом 8/5, ауд. 109.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу; г. Москва, 117198, ул. Миклухо-Маклая, д. 6.

Автореферат разослан " г г- апреля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.203.16, кандидат технических наук, доцент «//2/ у

Соловьев В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время широкое распространение получают композиционные материалы, многообразие которых определяется комбинациями разномерных компонентов. Технологичность изготовления и свойства композитов с наполнителем сферической формы определили их широкое применение. Основными методами получения являются пропитка порошковых формовок, жидкофазное спекание, а также плазменно-порошковая наплавка. В качестве материала наполнителя применяются оксиды, карбиды, бориды металлов, чистые металлы и сплавы, получаемые главным образом распылением расплава. Свойства получаемой гетерогенной структуры зависят от физико-химических свойств и объемного соотношения компонентов, гранулометрического состава, типа связи между компонентами, и могут задаваться на этапе проектирования материала в соответствии с предъявляемыми требованиями. Спеченные композиции конструкционных материалов на основе алюминия, титана, никеля выпускаются промышленностью в виде проката либо заготовок заданной формы. Путем наплавки композиционными материалами производится восстановление размеров изношенных деталей, поверхностное упрочнение, а также повышение износостойкости и коррозионной стойкости деталей, подвергающихся интенсивному абразивному воздействию. Типовыми способами создания наплавленных слоев являются наплавка в печи в вакууме либо в среде защитного газа (для предотвращения окисления поверхностей компонентов), и плазменно-порошковая наплавка.

Процесс лезвийной обработки таких структурно-неоднородных композиций отличается от резания изотропных конструкционных материалов большей нестабильностью. В данном случае процесс снятия припуска часто проходит без образования стружки и похож на процесс поверхностного разрушения, который изучен в гораздо меньшей степени, чем стружкообразование. Поэтому представляет научное и практическое значение исследование напряженно-деформированного состояния в частности и механики процесса разрушения такого материала в целом в зоне, граничащей с режущим лезвием. Знание силовых особенностей этого процесса поможет правильно выбирать параметры необходимого оборудования и оснастки, назначать режимы резания, обеспечивающие необходимые технические требования, шероховатость обрабатываемой поверхности, стойкость режущего инструмента.

Ограниченное число работ по моделированию напряженно-деформированного состояния, возникающего при резании в структурно неоднородных средах со сферической формой армирующего зерна, как в теоретическом, так и в практическим плане вместе с вышеизложенным определяет актуальность и значимость настоящего исследования.

Цель работы - исследование напряженно-деформированного состояния структурно-неоднородных композиционных материалов со сферической формой армирующего зерна, возникающего при обработке резанием и оценка силовой неоднородности процесса.

Для достижения указанной цели в диссертации были поставлены следующие задачи:

1. Разработать поляризационно-оптическую модель, имитирующую неоднородность структуры двухкомпонентного композиционного материала со сферической формой армирующего зерна в прирезцовой зоне;

2. Выполнить на поляризационно-оптической модели структурно-неоднородной среды исследование методом фотомеханики напряжений, возникающих при внедрении режущего клина;

3. Выполнить сравнение напряжений и деформаций, полученных на основе метода фотомеханики и путем аналитического расчета структурно-неоднородной среды, как многозвенной статически неопределимой системы;

4. Разработать методику и вспомогательные программы для компьютерного моделирования полей напряжений и деформаций, возникающих при внедрении режущего клина, и выполнить компьютерные эксперименты;

5. Разработать физические модели структурно-неоднородных сред и провести экспериментальное исследование процесса стружкообразова-ния при варьировании гранулометрическим составом и выбираемыми режимами резания.

6. Провести оценку силовой неоднородности при физическом моделировании механической обработки структурно-неоднородной среды и построить математическую модель амплитуды силы резания.

Методика исследования. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Использованы основные положения теории резания, теории упругости, прочности и разрушения, фотомеханики, компьютерного моделирования и программирования, планирования эксперимента и математической обработки экспериментальных данных.

Научная новизна проведенной работы состоит в следующем:

1. Разработана методика поляризационно-оптического моделирования полей напряжений в структурно-неоднородных средах;

2. Разработаны поляризационно-оптические и компьютерные модели, позволяющие проводить исследования напряженно-деформированного состояния в двухкомпонентных композиционных материалах со сферической формой армирующего зерна, возникающего при механической обработке;

3. Разработана методика изучения силовой неоднородности при физическом моделировании процесса резания структурно неоднородной среды;

4. Построена математическая модель, позволяющая прогнозировать величину силовой неоднородности, либо корректировать ее значение в производственных условиях при обработке двухкомпонентных композиционных материалов со сферической формой армирующего зерна.

Практическая значимость работы определяется:

- разработанными моделями, устройствами и методами для поля-ризационно-оптических исследований полей напряжений в двухкомпонентных структурно-неоднородных средах;

- разработанной программой генерации случайной двухкомпо-нентной структуры композиционного материала со сферической формой армирующего зерна;

- математической моделью для определения амплитуды колебаний силы резания.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на XI международной научно-практической конференции (г.Пенза, 2007г.), XXXIII (2007 г.), XXXIV (2008 г.) и XXXV (2009 г.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава инженерного факультета «Современные инженерные технологии»; на заседаниях кафедры технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов Российского университета дружбы народов.

Реализация результатов работы. Разработанные методики, результаты работы и программное обеспечение используются в научной работе кафедры технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов РУДН при выполнении магистерских диссертаций, в учебном процессе в курсах «Режущий инструмент», «Математическое и физическое моделирование», в научно-исследовательской работе студентов. Результаты исследований и разработки диссертации внедрены на предприятии ЗАО «Оконная мануфактура» при оптимизации процесса восстановления шнеков термопластоавтоматов.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 6 печатных работах, в том числе 4 работы опубликованы в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 59 рисунков, 13 таблиц, 83 формул, списка использованных источников из 91 наименования, 3 приложений. Общий объём работы 188 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность диссертации и основные направления исследований. Приведена общая характеристика работы.

В первой главе выполнен обзор структурно-неоднородных материалов, рассмотрены основные положения опубликованных в Советском Союзе, России и за рубежом теоретических и экспериментальных исследований в области механики процесса резания, деформирования и разрушения структурно-неоднородных материалов. Установлено, что исследованию строения и разрушения структурно-неоднородных материалов, математическому и физическому моделированию напряженно-деформированного состояния посвящены работы В.В. Болотина, Г.А. Ванина, A.C. Верещаки, С.Д. Волкова, A.A. Ильюшина, Ю.Г. Кабалдина, В. Кенига, B.JI. Колмогорова, A.C. Кошеленко, B.C. Ленского, В.А. Ломакина, Л.С. Мурашкина, Г.Г. Позняка, В.А. Рогова, С. Руменхеллера, С.С. Силина, Л.П. Хорошуна, Т.Д. Шермергора, и др.

В главе отмечаются основные положения работ посвященных вопросу нагружения лезвий инструмента переменными контактными нагрузками, в связи с проблемой прогнозирования стойкости твердосплавных режущих пластин. Установлено существование обратнопропорциональной зависимости между амплитудой колебания силы резания и стойкостью инструмента. Также отмечается влияние особенностей деформирования и разрушения двухкомпонентных композиционных материалов с дискретными наполнителями в виде частиц различной формы на неоднородность силы резания и качество обработанной поверхности. Приведены основные выводы, касаемые экспериментально установленных зависимостей процесса формообразования при механической обработке от процентного соотношения объемов фаз, формы структурных элементов и их физико-механических свойств, режимов обработки.

Приводятся основные результаты математического моделирования и виды математических моделей, описывающих формообразующий процесс трещинообразования, как с точки зрения дислокационной теории, так и при принятии допущения о том, что размер рассматриваемых областей намного превышает молекулярно-кинетические размеры, но в то же время меньше тех расстояний, на которых меняются осредненные параметры. Рассмотрены принципы построения моделей при использовании микро и макроподхода.

Освещены вопросы развития компьютерных технологий касаемых как аппаратного, так и программного обеспечения и расширения возможностей современных ЭВМ при использовании метода конечных элементов при компьютерном моделировании напряженно-деформированного состояния прирезцовой области. Отмечается значительное усложнение алгоритма расчета и повышение достоверности результатов.

Отмечено, что в большинстве работ при изучении напряженно-деформированного состояния структурно-неоднородных сред основное внимание уделяется рассмотрению взаимодействия элемента армирующей фазы со связующим, моделированию регулярной структуры либо обращению к дислокационной теории, рассматривающей области, соизмеримые с межатомными расстояниями. Однако недостаточно рассмотрен вопрос изучения напряженно-деформированного состояния среды, имеющей случайную структуру, приближенную к строению реальных композиционных материалов, и оценки влияния неоднородности на процесс обработки.

На основании критического анализа литературных данных были установлена цель работы и сформулированы задачи исследования.

Во второй главе' проведено исследование напряженно-деформированного состояния зоны стружкообразования на поляризационно-оптических моделях структурно-неоднородной среды методом фотомеханики.

Исследования проведены на поляризационно-проекционной установке, оборудованной фотокамерой. Для моделирования сконструировано и изготовлено нагружающее устройство (рис.1, а). Основным назначением устройства является приложение нагрузки заданной величины и согласно принятой схеме (рис. 1, б) к модели без изменения направления, вне зависимости от того, лежит точка контакта модели и нажимного элемента на линии действия силы или имеет место отклонение от этой линии. Применение в данном устройстве сочетания плоскопараллельных пружин вместо направляющих обеспечило отсутствие зазоров и позволило минимизировать погрешность направления приложения нагрузки.

1 г з 4 ь ь

г ' ^

/,

-е!

и'

О О О О :

II

юоодд ООООО.

Ш?ос

а) б)

Рис. 1. Нагружающее устройство (а) и моделируемая схема нагружения (б) 1 - рама; 2 - винт; 3 - подшипник; 4 - стакан; 5 - динамометр оптический; 6 - узел нажимной; 7 - пружины плоскопараллельные; 8 - узея установочный; 9 - кронштейн; 10 - модель; 11 - приспособление установочное.

Поля напряжений, возникающие при резании в зернах армирующей фазы и в матрице, фиксировались по двум геометрически подобным моделям из оптически активного полимерного материала. Обе модели представляют собой пластины, состоящие из равных дисков, имитирующих армирующие зерна, и связки. Первая модель предназначена для исследования полей напряжений в зернах, вторая - для получения интерференционной картины линий изохром в матрице.

Регистрация значений «силы резания» и нагружение моделей осуществлены с помощью оптического дискового динамометра. Изготовление динамометра из материала модели позволило в дальнейших расчетах не учитывать оптическую постоянную материала. Для определения цены полосы проведена тарировка материала. Также тарировалось само нагружающее устройство, дня определения влияния сил упругости плоскопараллельных пружин на величину передаваемой нагрузки.

В результате проведения серии экспериментов были получены фотограммы интерференционных картин полос (рис.2). Каждая фотограмма представляет собой картину изолиний, где порядки полос можно просчитать и по фотограмме, и при повторном проведении экспериментов. При обработке фотограмм определяется величина максимального касательного напряжения ттах в каждой точке напряженного поля модели внутри контура и величину одного из главных напряжений сг^ао) на контуре.

а) б) в)

Рис. 2. Фотограммы экспериментальных полей при нагружении модели по а - крайнему ряду зерен, б - двум рядам зерен, в - трем рядам зерен.

В результате лагружения второй модели (рис. 3, а) аналогичной «силой резания» получены интерференционные картины распределения напряжений в межзеренных прослойках. Соблюдение условия сплошности моделей и их геометрического подобия, при использовании одинакового фотоупругого материала, позволило объединить результаты, полученные на обеих моделях для создания целостной картины распределения напряжений в структурно неоднородном материале.

На (рис.3,б) представлен результат компьютерной обработки фотограммы при нагружении модели по одному ряду зерен. Поле распределения максимальных касательных напряжений построено в среде AutoCAD с помощью оператора spline. Линии представляют собой геометриче-

ские места нахождения изохром разных порядков. Цифры указывают порядок полосы. Цена полосы Щ=0,88 МПа/полоса.

а) б)

Рис. 3. Поле распределения максимальных касательных напряжений в межзеренном пространстве модели: а - фотограмма, б - результат компьютерной обработки фотограмм.

Объединенные картины напряжений представлены в виде полей изолиний хтах (рис.4) разных порядков. Линейная зависимость порядка полосы от значения напряжения позволяет строить эпюры максимальных касательных напряжений по любому произвольно выбранному сечению.

а) б) в)

Рис. 4. Распределение максимальных касательных напряжений в структурно-неоднородной среде при приложении нагрузки по: а - крайнему ряду зерен, б - двум верхним смежным рядам зерен, в - по первому и третьему верхним рядам зерен.

В результате проведенных экспериментов установлено, что при соблюдении силового подобия, характер распределения напряжений в зоне стружкообразования в структурно-неоднородном материале отличается от

распределения напряжений в изотропной среде. В межзеренных областях отмечено ярко выраженное падение интенсивности напряжений сдвига. Во всей рассматриваемой области было выявлено волнообразное изменение касательных напряжений. Наименьший градиент отмечен вдоль линии действия нагружающей силы, имитирующей главную составляющую силы резания. Снижение уровня касательных напряжений при переходе от зерна к прослойке в сечении, перпендикулярном направлению нагружающей силы достигает 65-70%. В элементах структуры, имитирующих армирующие зерна, максимумы отмечаются в областях, отстоящих от границы фаз на 0,01 - 0,10, где Э - диаметр зерна. Определена область, в которой целесообразно рассмотрение напряжений. Размер ее не превышает 4-5 диаметров среднего армирующего зерна в каждом направлении. Рассмотрение более удаленных областей не целесообразно ввиду уменьшения величины напряжений в 5-102 раз в зависимости от направления.

Линии скольжения в областях наибольших значений максимальных касательных напряжений указывают наиболее вероятное местоположение и направление разрушения путем сдвига.

В третьей главе представлены результаты математического и компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя двухфазного композиционного материала в зоне приложения нагрузки, имитирующей усилие резания.

В первом разделе приводится методика расчета напряженно-деформированного состояния в отдельно взятом зерне и построения математической модели для регулярной структуры. Апробация данной методики и сравнение результатов, полученных при экспериментальном исследовании на геометрически подобных моделях методом фотомеханики, с результатами расчетов, выявило совпадение характера распределения напряжений, местоположения экстремальных точек и очагов зарождения напряжений.

Во втором разделе излагаются результаты компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния структурно-неоднородной среды со случайной двухкомпонентной структурой матричного типа со сферическим наполнителем.

Построение компьютерной модели включает в себя четыре основных этапа. На первом этапе на основе литературных данных, либо эмпирическим способом устанавливается состав фаз композиционного материала, их процентное содержание в общем объеме, основные прочностные характеристики, линейные размеры. При рассмотрении двухкомпонентно-го композиционного материала, армированного сферическими частицами, определяется диапазон разброса значений радиусов частиц, и соотношение объемов. На втором этапе используется специально разработанная программа, написанная на языке программирования высокого уровня алгоритм работы которой показан на рис.7.

Да

(Каждому зерну ерен) случайным образом присваивается номер)

Из массива взять один случайный круг. Кап^ош: назначение координаты центра окружности. Условия: нет общих площадей у кругов.

Рис. 7. Алгоритм работы программы генерирования нерегулярной двух-компонентной структурно-неоднородной среды.

Программа является генератором случайного распределения сферических зерен в матрице. Результат обработки данных программой выводится в графическом виде, а также в виде таблицы с координатами каждого зерна и его (зерна) радиусом.

Третий этап заключается в создании компьютерной твердотельной модели. Графическое изображение структуры, полученное в результате обработки программой введенных данных о количественном составе структурно-неоднородного материала, переносится в среду БоПсШогкз, и служит эскизом для создания твердотельной САБ-модели. Модель создается в виде пластины, зерна аппроксимируются дисками с диаметром, рав-

ным диаметру кругов, сгенерированных программой. После чего выбираются материалы структурных составляющих путем ввода таких параметров, как плотность, предел прочности, модуль упругости и.т.д. Затем прикладываются нагружающие силы, силы реакции опор, и производится расчет напряженно-деформированного состояния с помощью приложения Со8то5\Уогк5.

Четвертым этапом является получение результата моделирования в виде сетки распределения эквивалентных напряжений в модели и в отдельных ее элементах с осреднением по углам. Численные значения получаем для нормальных напряжений ох, ау, касательных напряжений т:Ху, тХ7, ту2, главных напряжений <ть <ь, О;, максимального касательного напряжения ттах, эквивалентных напряжений по Мизесу. Результаты выводятся в виде изолиний с равными значениями выбранного параметра (рис.8, а), с возможностью построения эпюр по любому сечению (рис.8, б).

а) б)

Рис.8. Изолинии распределения максимальных касательных напряжений(а) и эпюры ттах по горизонтальному сечению на глубине 1,5г и Зг, где г - радиус среднего зерна армирующей фазы(б).

Изохроматические картины и эпюры распределения напряжений наглядно иллюстрируют области минимумов и максимумов напряжений. Компьютерное моделирование подтвердило результаты поляризационно-оптического исследования, а именно различия интенсивности ттах в меж-зеренных областях и в зернах наполнителя как в направлении, перпендикулярном действию нагрузки, так и при переходе от зерна к зерну вдоль линии действия нагружающей силы (силы резания).

Отмечается ярко выраженное волнообразное падение (до 65-70%) при переходе от зерна к прослойке с последующим возрастанием уровня напряжений при переходе следующей границы прослойка - зерно, причем больший градиент имеет место в направлении, перпендикулярном главному движению резания. Подтверждается предположение о том, что на расстоянии более четырех диаметров среднего зерна напряжения падают в 5'-

102 раза в зависимости от направления. Рассмотрение областей, находящихся на большей глубине теряет смысл в силу незначительности напряжений.

Полученные данные о распределении напряжений в композиционном материале указанной структуры позволяют предсказывать характер разрушения, и, как следствие, особенности образования обработанной поверхности. Так при превышении предела прочности ав армирующего материала ов связки в 3-4 раза при температуре обработки характер разрушения будет интерзеренным. Аккумуляция напряжений в сферических зернах, обладающих относительно невысокой силой межатомных связей (меньшим о„), а именно в областях, приближенных к их границам, способствует зарождению трещины именно в зерне, трансзеренному характеру разрушения, и распространению по кратчайшему расстоянию к следующему, наиболее нагруженному зерну. Характер формообразования будет оказывать непосредственное влияние на качество поверхностного слоя обработанной детали.

В четвертой главе проведено физическое моделирование процесса обработки структурно-неоднородных материалов со сферической формой армирующего зерна, выявлено влияние гранулометрического состава и режимов обработки на силовую неоднородность резания.

Приведены обоснования выбора плана многофакторного эксперимента 2(6 , факторов обработки (скорость резания, геометрия среза) и состава композиции (средний размер армирующего зерна, концентрация наполнителя, дисперсия диаметров зерен), интервалов варьирования. На основе анализа априорной информации сделан вывод о возможности пренебречь минимальным взаимодействием между факторами гранулометрического состава и геометрии сечения среза. Это дало возможность составить матрицу планирования (табл. 1) в виде четверти реплики полного факторного эксперимента и сократить число экспериментов с 64 до 16.

Ч—

Е Ш

В5| 1

:«Л...... О

А.

Рис.9. Схема установки для исследования процесса резания модели. 1 - экспериментальный стенд; 2 - усилитель; 3 - приборный щит; 4 - аналого-цифровой преобразователь; 5 - персональный компьютер.

Таблица 1.

Матрица планирования эксперимента._

[2 ё о Факторы

Натуральные значения Лога рифмы натуральных значений

2! а Ъ V V ё Э(с1) 1п(а) МЬ) 1п(У) ш Ш)

1 5 5 0.6 500 6 4 1.6094 1.6094 -0.5108 6.2146 1,7918 1.3863

2 1 5 0.6 500 3 0.4 0,0000 1.6094 -0.5108 6.2146 1.0986 -0,9163

3 5 1 0.6 500 3 4 1.6094 0.0000 -0.5108 6.2146 1,0986 1,3863

4 1 1 0.6 500 6 0,4 0,0000 0.0000 -0.5108 6.2146 1.7918 -0.9163

5 5 5 0.2 500 6 0.4 1.6094 1.6094 -1 .6094 6.2146 1.7918 -0.9163

6 1 5 0.2 500 3 4 0.0000 1.6094 -1,6094 6.2146 1,0986 1,3863

7 5 1 0.2 500 3 0.4 1.6094 0.0000 -1,6094 6.2146 1.0986 -0,9163

8 1 1 0.2 500 6 4 0.0000 0.0000 -1,6094 6.2146 1,7918 1,3863

9 5 5 0.6 100 6 4 1,6094 1,6094 -0,5108 4.6052 1,7918 1,3863

10 1 5 0.6 100 3 0.4 0.0000 1.6094 -0,5108 4.6052 1,0986 -0.9163

11 5 1 0.6 100 3 4 1.6094 0.0000 -0.5108 4.6052 1.0986 1.3863

12 1 1 0.6 100 6 0,4 0.0000 0.0000 -0.5108 4.6052 1.7918 -0.9163

13 5 5 0.2 100 6 0.4 1.6094 1.6094 -1,6094 4.6052 1.7918 -0.9163

14 1 5 0.2 100 3 4 0.0000 1.6094 -1.6094 4.6052 1,0986 1.3863

15 5 1 0.2 100 3 0.4 1.6094 0.0000 -1,6094 4.6052 1,0986 -0.9163

16 1 1 0.2 100 6 4 0.0000 0.0000 -1 ,6094 4.6052 1,7918 1.3863

сЗ н 1 о Кодированные значения факторов Экспериментальные данные

£ Хо X, Хг X} х4 х=, Хб ад Х2Х4 Х3Х4 х /х.ои X 2X1X4 Ар. ША,^

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 152 5.0239

2 1 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 120 4.7874

3 1 -I 1 1 1 -1 1 -1 -1 1 119 4,7791

4 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 108 4,6821

5 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 146 4,9836

6 1 1 -1 1 1 -1 -I -1 -1 1 -1 121 4,7958

7 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 117 4,7622

8 1 -1 -1 1 1 1 -1 -I -1 1 1 1 109 4.6913

9 1 1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 156 5.0499

10 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 125 4.8283

11 1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 122 4.8040

12 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 113 4,7274

13 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 136 4,9127

14 1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 112 4,7185

15 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 128 4.8520

16 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 114 4,7362

Представлены описание проведения и результаты опытов обработки резанием модели структурно-неоднородной среды на примере композиционного наплава получаемого при пропитке связкой ПХ17Н70С12Р стеллита ПРКХ30Н2 со сферической формой частиц. Эскизами для изготовления моделей стали геометрические расчеты описанной в третьей главе программы генерации случайной двухкомпонентной структуры.

Для реализации опытов на базе вертикально-фрезерного станка была смонтирована экспериментальная установка (рис.9). Специально спроектированное приспособление для закрепления модели устанавливалось в универсальном динамометре УДМ-600. Сигнал от динамометра через усилитель поступал на приборный щит для визуального контроля за процессом, а также через аналого-цифровой преобразователь на персональный компьютер для обработки и преобразования сигнала. С помощью цифровой камеры велась запись видеоизображения процесса резания.

Необходимость расшифровки получаемых данных и приведения их к реальным физическим величинам обязывает к тарированию установки. Тарировка проводится путем приложения эталонных нагрузок в направлении измеряемой силы, определении показаний регистрирующих приборов, построения тарировочного графика (рис.10).

Таблица 2.

Тарировка экспериментальной установки._

Масса гирь, т (кг) Вес гирь, (Н), m*g, g=9,8м/c2 Показания амперметра, /(мА)

загрузка разгрузка

0 0 100 101

2 19,6 104 107

4 39,2 109 112

6 58,8 115 116

8 78,4 120 122

10 98 126 126

Результаты опытов по тарировке (табл.2) позволили рассчитать цену деления установки Р1,0.

р» = = 6 = 2М. 1(г1 мА/н

« -

« ~ ра%*руШ!

>{> т т т от ы& т р \ //

а)

Рис. 10. Тарировочный график (а) и нагружение динамометра УДМ-600 эталонной нагрузкой

Для расчета коэффициентов регрессии использовался матричный метод регрессионного анализа. Матрица-столбец коэффициентов А определена, как:

А=(ХТХ)''ХТУ,

где А'-матрица независимых переменных, -матрица, транспонированная кХ, У-матрица-столбец откликов (наблюдений):

Х01 Х11 ' xkl Х01 X02 " XON Ji a0-

х= Х02 Х12 - xk2 ;XT= X11 X12 ■■ X1N ; Y= y2 ,A= ai

X0N X1N ■■ xkN. xkl xk2 ■■ XkN. Уз- .4-

После произведенных преобразований матрица коэффициентов будет иметь следующий вид:

•fl0- "1 /N 0 . 0 '

A = аг 0 1/N . 0

-ak- . 0 0 . 1/N

rEN

i=l Х0 iVi £¡=1 xuyt

EiLi^fei ji-

N iVi iVi

Эффекты взаимодействия определены аналогично линейным эф-

фектам:

Oui = Очя = хшхлхиУи uj,l= I..k, u<j<l

Для упрощения модели проведена проверка значимости ее коэффициентов по /-критерию Стьюдента путем сравнения вычисленного значения /, с табличным значением tm при надежности 0,95.

Преобразованная математическая модель амплитуды главной составляющей силы резания имеет вид:

А =121 7a(3'8+ln(v)+2',ln(b))/100.£ (22,3-2,51n(v)+0,41n(v)ln(a))/100.v(l,41n(a)ln(V)-4,81n(b)ln(V)-2,l)/100 .y(0,81n(v)+7,61n(fl)+25,8In(b)-l,2)/100 .^1,2/100 .J)^1'8/10°

где а и b - геометрические параметры сечения среза, v - скорость резания, V - концентрация армирующей фазы, d - средний диаметр зерна наполнителя, D(d) - дисперсия диаметров зерен.

Проведен проверочный расчет на адекватность модели по F-критерию. Установлено, что при выбранном критерии значимости а=0,05 рассчитанное отношение остаточной дисперсии к дисперсии воспроизводимости меньше значения FTa6;i, что говорит об отсутствии оснований отвергать гипотезу об адекватности моделей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Разработаны математические и физические модели для изучения напряжений и деформаций, возникающих в поверхностном слое при лезвийной обработке двухкомпонентной структурно-неоднородных материалов со сферической формой армирующего зерна. Исследуемая область имеет размеры 10'2... 10 мм2 и рассматривается как совокупность жестких элементов, связанных упругой матрицей при непрерывности межфазного взаимодействия и отсутствии пор.

2. Разработаны поляризационно-оптические модели, имитирующую неоднородность структуры двухкомпонентного композиционного материала со сферической формой армирующего зерна и проведено исследование полей напряжений методом фотомеханики. Определена область «стружкообразования», в которой целесообразно рассмотрение напряжений. Размер ее не превышает 4-5 диаметров среднего армирующего зерна в каждом направлении. Рассмотрение более удаленных областей не целесообразно ввиду уменьшения величины напряжений в 5-102 раз в зависимости от направления.

3. Отмечено волнообразное изменение интенсивности напряжений при переходе от зерна к прослойке. Снижение уровня максимальных касательных напряжений в сечении, перпендикулярном направлению нагружающей силы достигает 65-70%. В элементах структуры, имитирующих армирующие зерна, максимумы отмечаются приповерхностных областях.

4. Разработана методика и вспомогательная программа для компьютерного моделирования полей напряжений и деформаций в зоне стружкообразования, позволяющие проводить анализ напряженно-деформированного состояния и прогнозировать характер разрушения двухкомпонентной структурно-неоднородной среды со сферической формой армирующего зерна, и выполнены компьютерные эксперименты.

5. Установлено, что при температуре обработки превышение предела прочности ств армирующего материала ов связки более чем в 3-4 раза позволяет с высокой долей вероятности прогнозировать интерзеренный характер разрушения. При меньших силах межатомных связей (меньшим ав) наполнителя, аккумуляция напряжений на расстоянии 0,01 - 0,1 диаметра в сферических зернах будет способствовать зарождению трещины именно в зерне, трансзеренному характеру разрушения, и распространению по кратчайшему расстоянию к следующему, наиболее нагруженному зерну. Установление факта интерзеренного разрушения, отрыва материала при отношении ст„ матрицы к наполнителю < 0,3 свидетельствует об отсутствии прочных адгезионных либо диффузионных связей между фазами.

6. Проведены экспериментальные исследования процесса лезвийной обработки физической модели структурно-неоднородной среды, оценено влияние гранулометрического состава и выбираемых режимов резания на силовую неоднородность процесса резания структурно-неоднородного материала со сферической формой армирующего зерна и построена математическая модель зависимости главной составляющей силы резания от режимов обработки.

7. Математическая модель позволяет прогнозировать величину амплитуды силы резания, назначать жесткость системы СПИД и применение средств виброгашения, а также корректировать значение амплитуды путем варьирования режимов резания в производственных условиях при обработке двухкомпонентных композиционных материалов со сферической формой армирующего зерна. Это дает возможность повышения стойкости твердосплавного инструмента, повышения качества обрабатываемой поверхности, уменьшения шума при обработке.

Список публикаций по теме диссертации:

1. Кошеленко A.C., Позняк Г.Г., Семенов И.А. Стенд для исследования напряжений в структурно-неоднородных материалах методом фотомеханики // Современные технологии в машиностроении: 11-я международная научно-практическая конференция. Сборник статей. - Пенза: 2007. -С. 261-263.

2. Амедие В.Й., Кошеленко A.C., Копылов В.В., Позняк Г.Г., Рогов В.А., Семенов И.А. Исследование напряжений в зернах и межзеренных прослойках структурно-неоднородных материалов на поляризационно-оптических моделях// Физика, химия, механика трибосистем. Межвузовский сборник научных трудов - выпуск 6. Иваново: 2007. - №6 - С.20-24.

3. Позняк Г.Г., Семенов И.А. Опыт поляризационно-оптического моделирования структурно-неоднородной среды.// Вестник РУДН, Сер. Инженерные исследования. - М.: 2008.-№2 - С.48-51.

4. Семенов И.А. Моделирование напряженно-деформированного состояния среды, имитирующей обрабатываемую поверхность деталей с

композиционным покрытием. // Технология Машиностроения. - М.: 2009. -№1. - С.25-28.

5. Семенов И.А., Расторгуев Г.А. Анализ полей напряжений, возникающих в поверхностном слое композиционных материалов со сферической формой армирующего зерна, при резании. // Вестник Машиностроения. - М.: 2009. - №3. -С.49-51.

6. Семенов И.А., Расторгуев Г.А. Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния, возникающего при резании структурно-неоднородных материалов. // Технология Машиностроения. -М.: 2009. - №3. - С.48-50.

Семенов Иван Андреевич (Россия) ИССЛЕДОВАНИЕ НАШЯЯШННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ (НА ПРИМЕРЕ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ СО СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМОЙ АРМИРУЮЩЕГО ЗЕРНА)

Диссертационная работа посвящена исследованию напряженно-деформированного состояния зоны стружкообразования композиционных материалов со сферической формой армирующего зерна при лезвийной обработке. На поляризационно-оптических и математических моделях изучено распределение напряжений и показано наиболее вероятное направление формирования трещины скола при отделении дискретных элементов структуры.

Проведено экспериментальное исследование силовой неоднородности процесса лезвийной обработки. На основе планирования многофакторного эксперимента построена интерполяционная математическая модель зависимости амплитуды силы резания от факторов состава композиции и режимов обработки.

Semenov Ivan Andreevich (Russia) RESEARCH OF STRUCTURALLY-NON-HOMOGENEOUS ENVIRONMENTS STRESS-DEFORMATION STATE (FOR MACHINING OF COMPOSITE MATERIALS WITH THE SPHERICAL FORM OF REINFORCING GRAIN)

The Dissertation is devoted to research of stress-deformation state of composite materials with the spherical form of reinforcing grain in the chip formation area in machining. Fields of pressure are studied on polarization-optical and mathematical models and the directions of the cracks distribution at separation of discrete elements of structure are visualized.

The experimental investigation of non-homogeneous of cutting force in machining has been done. On the basis of planning of multifactorial experiment the mathematical model (formula) of dependence of amplitude of cutting force from factors of structure of composition and processing modes is constructed.

Подписано в печать 07.04.09. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Усл. печ. л. 1,25. Заказ 379

Типография Издательства РУДЫ 117923, ГСП-1, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д.З

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обзор структурно-неоднородных материалов

1.1.1 .Классификация структурно-неоднородных ^ q материалов.

1.1,2.Виды композитов армированных волокнами. ^ j

Особенности строения. Применение.

1.1.3 .Виды композитов армированных частицами. ^

Особенности строения. Применение.

1.1 АНаплавы, как отдельный вид структурно- j неоднородных материалов.

1.2. Деформирование и разрушение структурно-неоднородных ^ j материалов.

1.2.1.Особенности деформирования и разрушения композиционных материалов на полимерной основе с волокнистыми наполнителями.

1.2.2.Особенности деформирования и разрушения композиционных материалов с дискретными наполнителями в виде частиц.

1.3. Особенности обработки структурно-неоднородных 3 j материалов резанием.

1.4. Математические модели.

1.5. Постановка цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ПОЛЯРИЗАДИОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ fi

МОДЕЛЕЙ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД.

2.1. Выбор метода экспериментальных исследований

2.2. Основы моделирования поляризационно-оптическим ^ методом

2.3. Методика экспериментальных исследований ^^ поляризационно-оптическим методом.

2.3.1. Физическая суть поляризационно-оптического метода и принимаемые допущения.

2.3.2. Методика расчета напряжений для любой точки исследуемой модели.

2.3.3. Оборудование для проведения экспериментальных исследований.

2.3.4. Тарировка оптического дискового динамометра и ^ нагружающего устройства.

2.3.5. Описание экспериментов.

2.4. Обработка и анализ экспериментальных данных

2.4.1. Поляризационно-оптическая модель №1. Напряжено-деформированное состояние в армирующей фазе.

2.4.2. Поляризационно-оптическая модель №2. Напряжено-деформированное состояние в матричной фазе.

2.4.3. Обобщение данных, полученных на моделях №1,

2, построение поверхностных графиков распределения 83 напряжений.

2.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО

СОСТОЯНИЯ.

3.1. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния регулярной структурно- 88 неоднородной среды.

3.1.1. Методика расчета напряженно-деформированного состояния в отдельно взятом зерне.

3.1.2. Построение математической модели регулярной ^ структурно-неоднородной среды.

3.2. Компьютерное моделирование напряженнодеформированного состояния структурно-неоднородной среды . 98 со случайной структурой.

3.2.1. Современные программы и методы математического ^ моделирования.

3.2.2. Обоснование выбора программного продукта для ^^ компьютерного моделирования.

3.2.3 Основные допущения и алгоритм расчета.

3.2.4. Описание процесса создания модели

3.2.5. Программа генерирования двухкомпонентной ^ ^^ структурно-неоднородной среды.

3.2.6. Создание конечно-элементной модели в среде ^ SolidWorks - CosmosWorks.

3.2.7.Результаты моделирования. Обработка и анализ ^ ^ экспериментальных данных.

3.3. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ СРЕДЫ, ИМИТИРУЮЩЕЙ СТРУКТУРУ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НАПЛАВОВ СО СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМОЙ АРМИРУЮЩЕГО ЗЕРНА.

4.1. Методика измерения силовой неоднородности при резании.

4.2. Теоретический расчет силы резания. Выбор измерительного ^^ оборудования.

4.3. Описание модели и используемого оборудования.

4.4. Планирование эксперимента. Полный факторный эксперимент.

4.4.1. Выбор факторов и уровней

4.4.2. Выбор переменной отклика

4.4.3. Выбор математической модели. Матрица ^g планирования эксперимента.

4.5. Тарировка экспериментальной установки.

4.6. Проведение эксперимента и анализ экспериментальных ^^ данных.

Актуальность темы. В настоящее время в машиностроении все большую популярность завоевывают композиционные материалы. Они обладают многими положительными конструкционными, физическими, химическими и др. свойствами. Свойства современных композиционных материалов закладываются еще на этапе их проектирования. В зависимости от предъявляемых к будущим деталям требований могут выбираться соответствующие матрица и наполнители. В результате можно добиться более высоких прочностных характеристик при меньшей плотности материала, задать коррозионную стойкость, высокие демпфирующие свойства, хорошую электропроводимость либо наоборот свойства диэлектрика, и т.д. Как правило, технология производства композиционных материалов менее энергоёмка, - нежели при производстве традиционных сталей и сплавов, т.к. не требует плавления составляющих. Положительным моментом при этом является высокая точность отливок. Минимальная литейная усадка позволяет получать заготовки, требующие только чистовой обработки, а в ряде случаев не требующие механической обработки как таковой.

Развитие машиностроения требует постоянного совершенствования параметров станков, качества изготавливаемых деталей, более высоких экономических показателей как механообработки в частности, так и отрасли в целом. Это ведёт к поиску и проведению исследований по применимости новых материалов, которые откроют возможности для реализации новых конструктивных решений и технологических процессов. Именно с разработкой и широким применением композиционных материалов связываются перспективы прогресса в машиностроении.

Композиционные материалы с армирующей фазой в виде сферических зерен могут сочетать в себе не только уникальные физико-механические свойства, но и являются значительно более технологичными, чем композиты на основе дробленых армирующих частиц. Сферические зерна позволяют в ряде случаев при создании заготовки либо готовой детали использовать раздельную подачу материала 5 матричной и армирующей фаз, что дает возможность автоматизации процесса. Яркими примерами являются плазмотроны, где транспортирующим газом в дугу постоянного тока, горящую в потоке плазмообразующего газа, подаются материал матрицы и наполнителя. Также перспективным направлением считается создание промышленных принтеров, способных воссоздавать по предварительно введенной трехмерной модели деталь либо сооружение. Подачу композиционного состава можно сравнить с работой картриджа струйного принтера, выдающего необходимое количество нужных цветов по заданному алгоритму. Сферическая форма зерна позволяет использовать сопла с диаметром, сопоставимым с диаметром наибольших зерен, что дает возможность точной дозировки материала и четкого соблюдения (а также варьирования) пропорций.

Однако механика обработки таких материалов резанием изучена недостаточно. В отличие от подавляющего числа конструкционных материалов, в данном случае процесс обработки, как правило, проходит без образования стружки. Он больше похож на процесс поверхностного разрушения, который изучен в гораздо меньшей степени, чем стружкообразование. Поэтому представляет научный и практический интерес исследование напряженно-деформированного состояния в частности и механики процесса разрушения такого материала в целом в зоне, граничащей с режущим лезвием. Знание параметров этого процесса может помочь правильно выбирать параметры необходимого оборудования и оснастки, назначать режимы резания, обеспечивающие необходимые технические требования, шероховатость обрабатываемой поверхности, стойкость режущего инструмента.

Цель работы - исследование напряженно-деформированного состояния и установление рациональных режимов обработки структурно-неоднородных композиционных материалов со сферической формой армирующего зерна.

Для достижения указанной цели В диссертации были поставлены - следующие задачи:

1. Разработать поляризационно-оптическую модель, имитирующую неоднородность структуры двухкомпонентного композиционного материала со сферической формой армирующего зерна;

2. Выполнить исследование поляризационно-оптическим методом напряжений в модели структурно-неоднородной среды;

3. Выполнить сравнение напряжений и деформаций, полученных на основе метода фотомеханики и путем аналитического расчета структурно-неоднородной среды, как многозвенной статически неопределимой системы;

4. Разработать методику и вспомогательные программы для компьютерного моделирования полей напряжений и деформаций и выполнить компьютерные эксперименты;

5. Разработать физические модели структурно-неоднородных сред и провести экспериментальное исследование процесса стружкообразования при варьировании гранулометрическим составом и выбираемыми режимами резания;

6. Провести оценку силовой неоднородности при физическом моделировании резания структурно-неоднородной среды и построить математическую модель. ч

Методика исследования. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Использованы основные положения теории резания, теории упругости, прочности и разрушения, фотомеханики, компьютерного моделирования и программирования, планирования эксперимента и математической обработки экспериментальных данных.

Научная новизна проведенной работы состоит в следующем:

1. Разработана методика поляризационно-оптического моделирования полей напряжений в структурно-неоднородных средах;

2. Разработаны поляризационно-рптические и компьютерные модели, позволяющие проводить исследования напряженно-деформированного состояния 7 в двухкомпонентных композиционных материалах со сферической формой армирующего зерна, возникающего при механической обработке;

3. Построены математические модели, позволяющие прогнозировать качество обработанной поверхности и величину силовой неоднородности при обработке двухкомпонентных композиционных материалов со сферической формой армирующего зерна;

4. Разработана методика изучения силовой неоднородности при 1 физическом моделировании процесса резания структурно неоднородной среды.

Практическая значимость работы определяется: разработанными моделями, устройствами и методами для поляризационно-оптических исследований полей напряжений в I двухкомпонентных структурно-неоднородных средах;

- разработанной программой генерации случайной двухкомпонентной структуры композиционного материала со сферической формой армирующего зерна;

- математическими моделями для определения величины шероховатости (среднего арифметического отклонения профиля) и максимальной амплитуды колебаний силы резания.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений.

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий». М.: Наука, 1976г. 278с.

2. Александров К. К вычислению упругих констант квазиизотропных поликристаллических материалов, - ДАН СССР, 1967, т. 176,№2, с.295-299.

3. Алямовский А. А. Solid Works 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике/А.А. Алямовский, А.А Собачкин, Е.В. Одинцов, А.И. Харитонович, Б.Н. Пономарев. - СПб.: БХВ-Петербург, 2008.-1040 с.

4. Артамонов Е.В., Ефимович И.А., Смолин Н.И., Утешев М.Х. Напряженно-деформированное состояние и прочность режуш;их элементов инструментов/ Под ред. М.Х. Утешева. - М.: ООО «Недра: Бизнесцентр», 2001.-199 с.

5. Атрош;енко А., Кривошеев СИ., Петров Ю.В. Разрушение сферопластика при статических и динамических нагрузках// - ЖТФ -2002, Т.72, вьш.12, с. 54-58.

6. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: «Машиностроение», 1975. - 344 с.

7. Богачев И.Н., Вайнштейн А.А., Волков Д. Введение в статистическое металловедение, М.: Металлургия, 1972. 186 с.

8. Болотин В.В., Москаленко В.Н. Макроскопические характеристики неоднородных твердых тел // ДАН. - 1983. - Т. 271, № 5. - 1086-1088.

9. Болотин В.В., Новичков Ю.Н. Механика многослойных конструкций. М.: Наука, 1980. 375 с.

10. Болотин В. В. К теории замедленного разрушения// Изв. АН СССР. Механика тверд, тела. 1981. - №1. - 137-146.

11. Болотин В. В. Некоторые математические и экспериментальные модели процессов разрушения // Проблемы прочности. - 1971.- № 2.- 13— 20.

12. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос. 2000. 272 с.

13. Ванин Г. А. К основам теории композиционных материалов с неупорядоченной структурой. - Прикл. механика, 1983, т. 19, № 3, с. 9-18.

14. Владимиров В.К, Иванов В.Н., Приемский Н.Д. Мезоскопический уровень пластической деформации // Физика прочности и пластичности. - Л.: Наука, 1986.-С. 69-80.

15. Волков Д., Ставров В. П. Статистическая механика композитных материалов. Минск: Изд-во Белорус, гос. ун-та, 1978. 206 с.

16. Высокопроизводительная обработка металлов резанием. -М.: Издательство «Полиграфия», 2003. - 301 с.

17. Гаришин O.K. Моделирование структуры двуфракционных высоконаполненных композитов // Структурно - механическое исследование композиционных материалов и конструкций. Свердловск, 1984. 23-26.

18. Гаришин. О. К. Структурное моделирование процессов разрушения в наполненных зернистых композитах, "Деформирование и разрушение структурно-неоднородных материалов", Сб. Научных трудов, 1992. 32-40.

19. Гилман Дж. Скол, пластичность и вязкость кристаллов, Сб. "Атомный механизм разрушения", М. Мир, 1968. 220-250.

20. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1985. - 304 с.

21. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов / под ред. В.И. Трефилова. Киев: Наукова думка, 1987. 245с.

22. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел. - М.: Металлургия. 1971. - 264 с.

23. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов. -М.: МАШГИЗ, 1956. - 368 с.

24. Келли А. Высокопрочные материалы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1976. - 2 6 1 с .

25. Кениг. В., Руменхеллер Обработка резанием пластиков, армированных волокном /пер. с немец./, ЦОНТИ/ВОН. М. 1991. 75-81.

26. Композиционные материалы: В 8-ми т. Т.2. Механика композиционных материалов/Под ред. Дж. Сендецки. М.: Мир, 1978. 556 с.

27. Кошеленко А.С., Позняк Г.Г. Теоретические основы и практика фотомеханики в машиностроении. - М.: Издательский дом «Граница», 2004. - 296 с.

28. Красников A.M. Исследование влияния процессов микроразрушения на прочностные характеристики волокнистых композитов // Механизмы повреждаемости и прочности гетерогенных материалов. - Л., 1985. -С. 32-35.

29. Кульков СИ., Полетика Т.М., Чухломин А.Ю. и др. // Порошковая металлургия. 1984. №8. 88-92.

30. Ломакин В. А. Статистические задачи механики твердых деформируемых тел. М.: Наука, 1970. 139 с.

31. Малмейстер А. К., Тамуж В. П., Тетере Г. А. Сопротивление полимерных и композитных материалов. - Рига: Зинатне, 1980. - 572 с.

32. Мезда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 535 с.

33. Металлические порошки а порошковые материалы: справочник / Б.Н. Бабич, Е.В. Вершинина, В.А. Глебов и др.; под ред. Ю.В, Левинского. -М.: ЭКОМЕТ, 2005. - 520 с.

34. Механика композитных материалов и элементов конструкций: В 3-х т. Т. 1. Механика материалов/А. Н. Гузь, Л. П. Хорошун, Г. А. Ванин в др. Киев: Наук, думка, 1982. 368 с.

35. Механическая обработка полимерных композиционных материалов (ПКМ).-НИАТ, 1991.-18 с.

36. Мещеряков Ю.И,, Диваков А.К., Фадиенко Л.П. О распределении частиц по скоростям на упругом предвестнике волны сжатия в алюминии // ЖТФ. - 1983. - Т. 53. - 2050.

37. Мещеряков Ю.И. Динамическая пластичность и прочность структурно-неоднородных материалов // Физическая мезомеханика. -2005. -№ 6 . - С . 5-21.

38. Милейко СТ., Твардовский В.В. Модели микротрещин в двоякопериодической среде//Механика тверд, тела. - 1984. -№4. -С. 152-158.

39. Монтгомери Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных: Пер с англ. - Л.: Судостроение, 1980. -384 с.

40. Новожилов В. В. О связи между напряжениями и упругими деформациями в поликристаллах.— В кн.: Проблемы гидродинамики и механики сплошной среды. М.: Наука, 1969, с. 365—377.

41. Оноока и др. Механические свойства полистироловых композиционных материалов, заполненных полыми шариками. - Дзайрё, 1972,т.21,с.981.

42. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. - Новосибирск: Наука, 1985. - 229 с.

43. Петрушин СИ. Введение в теорию несвободного резания материалов. Учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ , 1999. - 97 с.

44. Полетика М.Ф., Бутенко В.А., Козлов В.Н. Механика контактного взаимодействия инструмента со стружкой и заготовкой в связи с его прочностью. - В кн.: Исследование процесса резания и режуш;их инструментов. Томск.: Изд. ТПИ, 1984, - 3-91.

45. Позняк Г.Г., Кошеленко А.С. Квазидискретная модель стружкообразования при резании. Технология металлов №4, 2003 - с.20-26.

46. Позняк Г.Г., Кошеленко А.С. Исследование напряжений и деформаций зерна металла на математической и поляризационно-оптической моделях: Технология металлов №5, 2003 - с.38-42.

47. Позняк Г.Г., Рогов В.А., Кошеленко А.С, Математическая модель напряжений и деформаций в прирезцовой зоне стружки // Известия Томского политехнического университета. Том 305, Выпуск 1, 2002 - с. 114-119.

48. Радзиевский В.Н., Ткаченко Г.Г., Жарков П.Э. Композиционное коррозионностойкое износостойкое плакирование деталей шаровых кранов// Компрессорное и энергетическое машиностроение, 2004 - с.9-14.

49. Разрушение композитных материалов. - Рига: Зинатне. 1979. - 252 с.

50. Разрушение конструкций из композитных материалов // Под ред. Тамужа В. П., Протасова В. Д.- Рига: Зинатне. 1986. - 263 с.

51. Рейфснайдер К.Л., Хайсмит А. Измерение жесткости слоистых композитов в зависимости от механизмов повреждений, вызывающих разрушение// Прочность и разрушение композитных материалов. - Рига: Зинатне. 1983.-С. 160-167.

52. Рогов В.А., Позняк Г.Г. Методика и практика технических экспериментов. М.: Академа, 2005.

53. Рогов В.А. Разработка изделий из синтеграна для машиностроения. -М.:РУДН,2001-с.7-24.

54. Ромалис Н. Б., Тамуж В. П. Разрушение структурно-неоднородных тел. Рига: Зинатне, 1989. 224 с.

55. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. - М.: Металлургия, 1986. - 224 с.

56. Силин С. Метод подобия при резании металлов. -М.: Машиностроение, 1979. - 152 с.

57. Соколкин Ю. В., Ташкинов А. А. Механика деформирования и разрушения структурно-неоднородных тел. - М.: Наука, 1984. - 115 с.

58. Сом А.И., Плазменно-порошковая наплавка композиционных материалов // Сварка в Сибири. - 2003.- № 04. - 11-15.

59. Справочник инструментальщика / И.А.Ординарцев, Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А.Ординарцева. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987, - 846 с.

60. Справочник по композиционным материалам. В 2-х кн. Кн. 1/Под ред. Дж. Любина, Пер, с англ. А.Б,Геллера, М.М. Гельмонта, Под ред. Б.Э. Геллера. - М.: Машиностроение, 1988. - 448 с : ил.

61. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т.Т.1/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд.- М.: Машиностроение, 1986. 656 с.

62. Тамуж В.П., Куксенко B.C. Микромеханика разрушения полимерных материалов.- Рига: Зинатне. 1978. - 294 с.

63. Тамул< В. П. Особенности разрушения гетерогенных материалов // Механика композит, материалов. - 1982. - № 3. - 406-412.

64. Тимошенко СП., Гудьер Дж. Теория упругости. (Пер. с англ.). - М.: Наука, 1979, - 560 с.

65. Федоров В.А., Плужников Т.Н., Тялин Ю.И. Залечивание трещин, остановившихся при несимметричном сколе в ш;елочно-галоидных кристаллах и кальците. Физика твердого тела, 2000, том 42, вып.4.- 685-687.

66. Фрохт М. Фотоупругость, в 2-х т., Пер. с англ. - М.: Л. Гонти, 1950.

67. Фудзии Т., Дзако М., Механика разрушения композиционных материалов: пер. с японск. - М.: Мир, 1982. - 232 с , ил.

68. Хон Ю.А., Колобов Ю.Р., Иванов М.Б., Бутенко А.В. Неравновесное состояние границ зерен и особенности собственного зернограничного проскальзывания в бикристаллах. Журнал технической физики, 2008, том 78. вьш.З. - с.42-47.

69. Цукерман А., Порошковые и композиционные материалы. - М.: Наука, 1976.-128 с .

70. Цурков В.Н., Практика термической обработки стали и промышленные сплавы: Учеб. Пособие. - М.: Изд-во РУДН, 2002. - 72 с , ил.

71. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. - М.: Наука. 1977.-400с. Иностранная литература.

72. Вегап М. Statistical continuum theories. N. Y.: Intersci. Publ., 1968. 493 p.

73. Deruntz J.A., Hoffinan S. The Static Strength of Syntactic Foams. - Trans. ASME, 1969, Ser. E, v. 36, p.551. Имеется перевод: Прикладная механика. - М . : Мир, 1969, №3, с. 181..

74. Esterling D. М. Equivalence of macroscopic and microscopic Griffith conditions for subcritical crack growth / Intern. J. Fracture. - 1981. - Vol. 17, N 17. -P. 321-325.

75. Evans A. G. On the formation of a crack tip microcrack zone // Script Metallurgica. - 1976. - Vol. 10. N 1. - P. 93-97.

76. Evans A. G,, Fu Y. Some effects of microcrack on the mechanical properties of brittle solids. - 2. Microcrack toughnenity// Acta Metallurgica. - 1984. - Vol. 33, N 8. - p. 1525-1531.

77. Hayashi Т., Ugo R. Elastic properties of dispersion strength and composite materials (P.SCM) // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. - 1985. - Vol. A51, N 472. - P. 2777-2782.

78. Irvin G.R. Fracture, Handbuch der physic, vol. 6, Springer-verlag, Berlin, 1958, S. 551.

79. Kemer E. H. The elastic and thermo-elastic properties of composite media. - Proc. Roy. Soc. London B, 1956, vol. 69, p. 573—579.

80. Owen D.M., Zhuang S.Z., Rosakis A.J. et al. // Intern. J. Fracture 90. 1998. P. 153-174.

81. Roberts D.K., Wells A.A. Engineering, 178, 1957, 1243.

82. Rosen B.W. Tensile failure of fibrous composite// AJAA J. - 1964 - N2. - P . 1985-1994.

83. Stroh A.N. Advances in physics, 6, 1957, p.418.

84. Cutwater J.O., et al. - Modem Plastics, 1970, v.9, p. 160.