Simulation of shot dynamics for ultrasonic shot peening: Effects of process parameters

Badreddine, Jawad; Rouhaud, Emmanuelle; Micoulaut, Matthieu; Remy, Sébastien

doi:10.1016/j.ijmecsci.2014.03.006

Cited by 57 publications

(19 citation statements)

References 20 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Using this type of ultrasonic SMAT, the surface is treated by shots impacting, multidirectionally, the surface at velocities that can reach about 10 m/s. 42,43) For the HESP process, the lower frequency is balanced by bigger shots. Another technique is found under the acronym of surface nanocrystallisation and hardening (SNH).…”

Section: Directional Peeningmentioning

confidence: 99%

Recent Developments in the Application of Surface Mechanical Attrition Treatments for Improved Gradient Structures: Processing Parameters and Surface Reactivity

Grosdidier

Novelli

2019

Mater. Trans.

View full text Add to dashboard Cite

After a short recall of various techniques that use shots to induce surface severe plastic deformation and a brief survey of the advantages of having a gradient structure for mechanical properties, this manuscript presents recent developments taking advantages of the "reactivity" of these modified surfaces in the fields of corrosion, "duplex" surface treatments as well as potential applications for an easier activation of H-storage materials. The importance of controlling the processing parameters (including temperature) to get the optimum gradient structure depending on the desired applications as well as the necessary requirements for a high quality microstructure and chemical characterizations are also highlighted.

show abstract

Section: Directional Peeningmentioning

confidence: 99%

Recent Developments in the Application of Surface Mechanical Attrition Treatments for Improved Gradient Structures: Processing Parameters and Surface Reactivity

Grosdidier

Novelli

2019

Mater. Trans.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Поэтому дальнейшей целью работы являются анализ экспериментальных исследований и разработка на их основе феноменологического метода реконструкции полей остаточных напряжений и пластических деформаций при двухстороннем упрочнении виброударной обработкой внешней и внутренней поверхности тонкостенных трубок 12 1 мм ∅ × из стали Х18Н10Т той же партии, что рассматривались в первом разделе данной статьи. Виброударная обработка дробьюэто широко используемый технологический способ упрочнения тонкостенных деталей [6][7][8][9][10][11][12]. Отметим, что если рассматривать затронутую научную проблему применительно к цилиндрическим изделиям, то в подавляющем числе работ анализу и теоретической интерпретации подвергаются результаты одностороннего упрочнения внешней поверхности полых цилиндрических образцов, например [34][35][36].…”

Section: реконструкция полей остаточных напряжений и пластических дефunclassified

“…На современном уровне развития механики упрочненных конструкций разработан широкий спектр соответствующих технологий, но чаще всего используется пневмо-и гидродробеструйная обработка [4,5], а также дробеструйная обработка в сочетании с ультразвукомультразвуковое (механическое) упрочнение дробью с малой амплитудой и высокой частотой в специальных контейнерах [6][7][8][9][10][11][12].…”

Section: Introductionunclassified

The method of reconstruction of residual stresses and plastic deformations in thin-walled pipelines in the delivery state and after bilateral vibro-shock surface hardening with a shot

Радченко

П²,

Pavlov

et al. 2020

PNRPU Mechanics Bulletin

View full text Add to dashboard Cite

We suggest the phenomenological method of reconstructing the fields of residual stresses and plastic deformations in thin-walled cylindrical tubes made of Х18N10Т steel in the delivery state and after a simultaneous bilateral surface plastic hardening by the vibration-shot blasting of the surface with beads on a special vibrating stand. A cylindrical container filled with three-millimeter beads was attached to it. The tubes were 50 % filled with one-millimeter beads, and they were placed inside the container. The axis of the tube and the container coincided. The space between the tube and the container was 80 % filled with beads. The vibrational frequency of the stand was 18.5 KHz, the hardening time was 20 minutes. The tube in the container was rotated to ensure uniform hardening. We determined the experimental values of residual stresses σθ and σ z in the surface layers using the method of rings and strips with the procedure of the layer-by-layer electrochemical picking of the hardened layers. For this purpose, the experimentally measured values of the beam-strip deflection and the angular opening of the cut ring (changing the diameter) were used. The hardening anisotropy parameter which relates the axial and circumferential components of plastic deformation was introduced into the mathematical model. In solving the stated problems the hypotheses of plastic incompressibility of the material, the absence of secondary plastic deformations of the material in the compression region of the surface layer, as well as the hypothesis of flat sections and straight radii were used. We described the method aimed at solving this type of boundary value problems of reconstructing stress-strain states, which makes it possible to determine the missing component σ r and all the components of the tensor of residual plastic deformations (off-diagonal components of the tensors of stresses and deformations were not considered). The method of reconstructing the stress-strain state is universal, because it has shown its operability both in determining the technological fields of residual stresses, as well as the irreversible strains in the samples in the delivered state after mechanical operations, and after bilateral surface plastic deformation. The adequacy of the calculated data was verified, which was obtained using the phenomenological method of reconstructing the stress and strain fields of the experimental data for the samples in the delivery state and after hardening. The correspondence of the calculated and experimental data was matched. The numerical values are given for the anisotropy parameter connecting the circumferential and axial irreversible strains, for samples, in the delivery state, its numerical value is 0.1, and, for the hardened samples, it is 4.2. This indicates a significant anisotropy of the distribution of the axial and circumferential components of the residual strain tensor. It has been established that the compressive residual stresses are observed in the delivery state in the region adjacent to the inner surface, and the tensile stresses are observed in the layer on the outer surface. Only compressive stresses are observed in both regions after hardening, which significantly exceed in module similar stresses for the samples in the delivery state. The main results are illustrated by the tabular data and the corresponding diagrams of the distribution of residual stresses along the depth of the hardened layer.

show abstract

“…Используются как «классические» методы динамического или квазистатического контакта детали с элементом упрочнения (гидро-и пневмодробеструйная обработка [10,[12][13][14][15], обкатка роликом и алмазное выглаживание [10,13,[15][16][17], ультразвуковое (механическое) упрочнение дробью с малой амплитудой и высокой частотой до 45 10 10  Гц в специальных контейнерах [11,13,[18][19][20][21][22][23][24], дорнование и другие технологии), так и методы термопластического упрочнения [11]. В некоторых случаях используют гибридные технологии упрочнения, например дробеструйную обработку и обкатку роликом в комбинации с ультразвуком [25,26]. В последнее время широкое применение находят упрочняющие технологии кавитационного характера [27,28], наиболее интенсивно развивается технология лазерного упрочнения (лазерного удара) [29][30][31][32].…”

Section: Introductionunclassified

Mathematical Modeling of the Stress-Strain State in Surface Hardened Thin-Walled Tubes With Regard to the Residual Shear Stresses

Радченко

Pavlov

Pavlov³

et al. 2019

PNRPU MB

View full text Add to dashboard Cite

Радченко В.П., Павлов В.Ф., Саушкин М.Н. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния в поверхностно упрочненных втулках с учетом остаточных касательных напряжений // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. Radchenko V.P., Pavlov V.Ph., Saushkin M.N. Mathematical modeling of the stress-strain state in surface hardened thin-walled tubes with regard to the residual shear stresses. 1 Самарский государственный технический университет, Самара, Россия 2 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия О С Т А Т Ь Е А Н Н ОТ А Ц И Я Получена: 05 февраля 2019 г. Принята: 11 марта 2019 г. Опубликована: 30 марта 2019 г.Предложена феноменологическая математическая модель реконструкции напряженно-деформированного состояния в поверхностно упрочненной втулке с внутренним диаметром 45 мм и внешним -51,5 мм из стали ЭИ961 (13Х11Н2В2МФ) после алмазного выглаживания внешней поверхности. Показано, что если все компоненты тензора напряжений зависят лишь от радиуса, то в цилиндрической системе координат компоненты ττ θ = = 0. r rzЭкспериментальные исследования выполнены для образцов, которые упрочнялись при двух режимах нагрузки (радиальное усилие) алмазного сферического наконечника величиной в 200 и 300 Н. Методом колец и полосок с использованием процедуры послойного электрохимического травления упрочненного слоя определены экспериментальные значения остаточных напряжений σθ, σz и τθz в приповерхностном слое. Для этой цели использовались экспериментально измеряемые величины прогиба балки-полоски, угловое раскрытие разрезанного кольца и осевое смещение берегов разреза относительно друг друга. В математическую модель введен параметр анизотропии упрочнения, связывающий осевую и окружную компоненты пластической деформации. При решении поставленных задач используются гипотезы пластической несжимаемости материала, отсутствия вторичных пластических деформаций материала в области сжатия приповерхностного слоя, а также гипотезы плоских сечений и прямых радиусов. Изложена методика решения данного типа краевых задач реконструкции напряженно-деформированного состояния, позволяющая определить недостающую компоненту σr и все компоненты тензора остаточных пластических деформаций. Выполнена проверка адекватности расчетных данных, полученных с использованием математического моделирования, экспериментальным данным для обоих режимов упрочнения. Наблюдается соответствие расчетных и экспериментальных данных. Приведены численные значения для параметра анизотропии упрочнения, при помощи которого удается теоретически описать наблюдаемое экспериментальное расслоение осевых и окружных напряжений по глубине упрочненного слоя. Экспериментально и теоретически установлено, что модули (абсолютные величины) максимальных касательных напряжений почти на порядок меньше максимальных нормальных напряжений. Обсуждаются вопросы влияния касательных напряжений на процессы многоцикловой усталости и ползучести упрочненных втулок. Основные результаты раб...

show abstract

Simulation of shot dynamics for ultrasonic shot peening: Effects of process parameters

Cited by 57 publications

References 20 publications

Recent Developments in the Application of Surface Mechanical Attrition Treatments for Improved Gradient Structures: Processing Parameters and Surface Reactivity

Recent Developments in the Application of Surface Mechanical Attrition Treatments for Improved Gradient Structures: Processing Parameters and Surface Reactivity

The method of reconstruction of residual stresses and plastic deformations in thin-walled pipelines in the delivery state and after bilateral vibro-shock surface hardening with a shot

Mathematical Modeling of the Stress-Strain State in Surface Hardened Thin-Walled Tubes With Regard to the Residual Shear Stresses

Contact Info

Product

Resources

About