Размещено на http://www.allbest.ru/

133

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ МЕТОДОМ ПОВЕРХНОСТНО-ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
• 1.1 Влияние поверхностного упрочнения на ресурс высоконагруженных авиационных деталей
• 1.2 Сравнительный анализ существующих методов динамического поверхностно-пластического деформирования
• 1.2.1 Технологические особенности виброупрочнения
• 1.2.2 Пневмодинамический метод упрочнения
• 1.2.3 Барабанно-ударный метод упрочнения
• 1.2.4 Виброударный метод упрочнения длинномерных деталей
• 1.2.5 Дробеструйный метод упрочнения
• 1.3 Технология и упрочнения ударно-барабанным методом
• 1.4 Существующие методики определения НДС при динамическом упрочнении
• 2. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТНОГО НАКЛЕПА
• 2.1 Определение скорости удара шарика
• 2.2 Анализ НДС поверхностного слоя
• 2.3 Определение степени поверхностной деформации
• 2.4 Обеспечение равномерности покрытия поверхности отпечатками
• 2.5 Определение степени поверхностной деформации при многоударном деформировании
• 2.6 Определение времени обработки и плотности потока шариков
• 2.7 Силовые параметры обработки
• 2.8 Методика контроля обработки
• 2.9 Методика расчета внутренних напряжений, вносимых обработкой
• 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ПОВЕРХНОСТНОГО НАКЛЕПА УДАРАМИ ШАРИКОВ
• 3.1 Описание конечно-элементной модели
• 3.2 Анализ сходимости результатов моделирования
• 3.4 Результаты моделирования
• 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
• 4.1 Определение показателя поверхностной деформации при одиночном ударе шариком
• 4.2 Определение показателя поверхностной многоударной деформации
• 4.3 Определение глубины пластически деформированного слоя
• 4.4 Определение напряжений, вносимых обработкой
• 4.5 Определение прогиба пластины
• 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УПРОЧНЕНИЯ УДАРНО-БАРАБАННЫМ МЕТОДОМ
• 5.1 Определение плотности упаковки шариков
• 5.2 Исследование влияния времени упрочнения на прогиб образца-свидетеля
• 5.3 Исследование влияние времени обработки на твердость поверхностного слоя
• 6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ABAQUS
• 6.1 Принципы оценки экономической эффективности
• 6.2 Оценка экономической эффективности использования ABAQUS
• 7. ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
• 7.1 Охрана труда
• 7.1.1 Описание участка упрочнения ударно-барабанного упрочнения
• 7.1.2 Выявление опасных и вредных производственных факторов, действующих на участке ударно-барабанной обработки
• 7.1.3 Анализ возможных последствий воздействия негативных факторов на рабочих
• 7.1.4 Мероприятия по предотвращению возможного воздействия опасных и вредных производственных факторов на рабочих
• 7.2 Безопасность в чрезвычайных ситуациях
• 7.2.1 Анализ возможных чрезвычайных ситуаций на участке ударно-барабанного упрочнения
• 7.2.2 Мероприятия по уменьшению вероятности возникновения потенциально возможных чрезвычайных ситуаций
• 7.2.3 Мероприятия по исключению и снижению степени воздействия поражающих факторов чрезвычайной ситуации
• ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
• БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
• ПРИЛОЖЕНИЕ А
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б
• ПРИЛОЖЕНИЕ В

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Проблема повышения надежности тяжело нагруженных деталей является одной из наиболее важных и актуальных в машиностроении. Наиболее перспективно решение этой проблемы за счет привлечения технологических методов, создания благоприятной технологической наследственности, обеспечения параметров качества поверхностного слоя на уровне, соответствующем максимальному повышению требуемой совокупности эксплуатационных свойств. Актуальной является разработка любых новых методов обработки, направленных на повышение качества поверхностного слоя и эксплуатационных свойств.

Одним из наиболее прогрессивных видов обработки в технологии машиностроения является поверхностное пластическое деформирование (ППД). В результате обработки ППД снижается шероховатость и создается поверхностный наклепанный слой со сжимающими остаточными напряжениями и повышенной твердостью. Несомненным достоинством ППД является возможность создания упрочненного поверхностного слоя, в котором обеспечивается плавность перехода от упрочненного к неупрочненному материалу, что исключает его отслаивание.

Все известные многочисленные способы обработки ППД подразделяются на статические и динамические. Статические способы обработки ППД наиболее изучены. Среди динамических способов ППД наиболее изучены и широко применяются методы дробеструйной обработки. Каждый из известных способов обладает определенными достоинствами и недостатками, определяющими нишу их производственного применения. Основными недостатками рассмотренных методов являются ограниченные возможности варьирования глубиной и степенью упрочнения поверхностного слоя.

Более полное и широкое использование динамической энергии при упрочнении ППД сдерживается недооценкой и сложностью описания процессов, происходящих при ударе [33].

Целью исследования является совершенствование существующей методики определения параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) детали при поверхностном упрочнении ударами шариков и разработка методики определения параметров поверхностного упрочнения при помощи компьютерных технологий.

Задачи исследования, которые следует решить для реализации поставленных целей:

1. Анализ современного состояние технологи и оборудования упрочнения несопрягаемых поверхностей авиационных деталей методом поверхностного пластического деформирования.

2. Разработка математической модели процесса упрочнения ударами шариков.

3. Разработка методики определения параметров НДС обработанной детали на основании результатов математического моделирования.

4. Проведение экспериментальных исследований для обеспечения надлежащего контроля упрочняющей обработки.

5. Выполнение технико-экономического анализа внедрения компьютерных технологий и определение области применения полученных результатов.

6. Разработка комплекса мер для снижения воздействия вредных факторов и уменьшения вероятности появления чрезвычайных ситуаций прогнозируемых на участке ударно-барабанного упрочнения.

Объектом исследования являются технология, оборудование для поверхностно-пластического деформирования несопрягаемых поверхностей авиационных деталей ударно-барабанным методом.

Предметом исследования являются методы расчета технологических параметров поверхностно-пластического деформирования несопрягаемых поверхностей авиационных деталей на основе математического моделирования процесса упрочнения ударами шариков

Методы исследования

1. Метод математического моделирования - для решения динамического упруго-пластического деформирования.

2. Численный метод - для решения задачи динамического упруго-пластического деформирования.

3. Метод прямого измерения - для определения величин полученных в ходе эксперимента.

4. Статистический метод - для обработки массива данных полученных в ходе натурного и компьютерного эксперимента.

5. Метод наименьших квадратов - для оценки неизвестных параметров регрессионных моделей.

В качестве инструмента исследования применены современные вычислительные пакеты на основе метода конечных элементов и программы для вычислений и инженерных расчетов.

Научная новизна работы

1. Получены эмпирические зависимости НДС пластины из деформируемого титанового сплава ВТ-22, стали 30ХГСА.

2. Разработана математическая модель процесса ударного упрочнения позволяющая определять НДС детали для существующих материалов минуя многочисленные эксперименты.

Практическое значение работы

1. Ряд проведенных экспериментов позволяет глубже изучить явления, происходящие при ударно-барабанной обработке.

2. Использование разработанных математических моделей позволяет существенно сократить материальные затраты при выборе оптимальных режимов обработки за счет уменьшения количества экспериментов

3. Применение разработанной математической модели позволяет сократить сроки подготовки производства нового изделия.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ МЕТОДОМ ПОВЕРХНОСТНО-ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

1.1 Влияние поверхностного упрочнения на ресурс высоконагруженных авиационных деталей

Понятие качества продукции имеет комплексный характер. Под качеством продукции понимается совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением [18].

Основными показателями качества являются работоспособность и надежность. Под работоспособностью понимается такое состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технологической документацией. Надежность - свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определенных пределах при заданных режимах работы и условиях использования. Надежность обеспечивает техническую возможность использования изделия по назначению в нужное время и с требуемой эффективностью. Надежность изделия - это обобщенное свойство, которое включает такие понятия, как безотказность и долговечность. Безотказность - свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого периода времени или некоторой наработки. Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, т.е. в течение всего периода эксплуатации при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

В процессе эксплуатации детали машин испытывают различные нагрузки, и для большинства из них потеря работоспособности происходит по условиям сопротивления усталости, износостойкости и контактной выносливости.

Постепенное накопление повреждений в металле под действием циклических нагрузок, приводящих к образованию трещин и разрушению, называют усталостью, а свойство металлов сопротивляться усталости - выносливостью (сопротивлением усталости). Одним из показателей сопротивления усталости является живучесть, под которой понимают долговечность детали от момента зарождения первой макроскопической трещины усталости размером 0,5 ... 1,0 мм до окончательного разрушения. Условия возникновения трещины зависят в основном от касательных напряжений, а ее развитие связано в большинстве случаев с влиянием нормальных напряжений.

Сопротивление усталости характеризуется пределом выносливости, под которым понимают наибольшее напряжение, которое может выдерживать материал без разрушения при заданном числе циклических воздействий.

Существенное влияние на сопротивление усталости оказывают:

- масштабный фактор;

- концентрация напряжений;

- качество обработки поверхности и состояние поверхностного слоя (химический состав, механические свойства, остаточные напряжения);

- эксплуатационные факторы.

Чем больше размер образца (изделия), тем больше в нем различных дефектов (неметаллических включений, субмикроскопических трещин) и запас упругой энергии, что облегчает образование и развитие усталостных трещин. Наличие концентраторов напряжений, увеличение микронеровностей после механической обработки, обезуглероживание также снижают сопротивление усталости. При эксплуатации деталей увеличение частоты испытаний повышает предел выносливости до 10... 15 %, а возникновение коррозии может снизить его на 50...60% и более. Увеличение сопротивления усталости обычно достигается за счет повышения прочностных характеристик и создания сжимающих остаточных напряжений в поверхностном слое соответствующей механической обработкой.

При трении сопрягаемых поверхностей имеет место изнашивание. Результатом изнашивания является износ - изменение размеров, формы, массы изделия или состояния его поверхности вследствие остаточной деформации от постоянно действующих нагрузок либо разрушения (изнашивания) поверхностного слоя при трении. Износ изделий зависит от условий трения и свойств материала изделия. Свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию, оцениваемое величиной обратной скорости изнашивания, принято называть износостойкостью.

В результате изнашивания изменяются размеры детали, увеличиваются зазоры между трущимися поверхностями, вызывающие биение и стук. Различают следующие виды изнашивания: механическое, коррозионно-механическое и электроэрозионное (изнашивание при действии электрического тока).

Наиболее часто в технике встречается абразивное изнашивание, которое происходит в результате режущего или царапающего действия твердых тел и (или) абразивных частиц. Эти частицы попадают между контактирующими поверхностями со смазочным материалом или из воздуха, а также могут появиться в результате развития других видов изнашивания (схватывания, выкрашивания, окисления). Абразивное изнашивание может иметь место с преобладанием процессов окисления (окисление и последующее разрушение оксидных пленок) и с преобладанием механического разрушения (внедрения абразивных частиц) и разрушения поверхности.

Абразивное изнашивание является типичным для многих деталей горных, буровых, строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин, работающих в технологических средах, содержащих абразивные частицы (грунт, разбуриваемые породы).

Изнашивание, происходящее в результате воздействия частиц, увлекаемых потоком жидкости, называют гидроабразивным изнашиванием. Оно имеет место, например, в мешалках и пропеллерах реакторов, в колесах и корпусах насосов, в шнеках.

Если абразивные частицы увлекаются потоком газа (например, в дымоходах и воздуходувках), то вызываемое ими изнашивание называют газоабразивным.

Под кавитационным изнашиванием понимают изнашивание поверхности при относительном движении твердого тела в жидкости. В условиях кавитации работают гребные винты, гидротурбины, детали машин, подвергающиеся принудительному водяному охлаждению, трубопроводы.

Изнашивание при заедании, при котором имеет место задир, приводит к катастрофическим видам износа. При этом происходит разрушение поверхности, и трущиеся детали выходят из строя. Различают схватывание I рода (холодный задир) и II рода (горячий задир). Холодный задир происходит при трении с небольшими скоростями относительного перемещения (до 0,5...0,6 м/с) при отсутствии смазочного материала и защитной пленки оксидов. Горячий задир, наоборот, имеет место при трении скольжения с большими скоростями (более 0,6 м/с) и нагрузками, когда в зоне контакта температура резко повышается (до 500 ... 1500 °С). При схватывании I рода коэффициент трения 0,5 ... 4,0 и толщина разрушающегося слоя до 3 ... 4 мм, а при схватывании II рода - соответственно 0,10... 1,0 и до 1,0 мм.

Свойство материалов сопротивляться усталостному изнашиванию, которое происходит в результате накопления повреждений и разрушений поверхности под влиянием циклических контактных нагрузок, вызывающих выкрашивания (появление «ямок») называется контактной выносливостью (прочностью). Усталостное изнашивание проявляется при трении качения или, реже, качении с проскальзыванием, когда контакт деталей является сосредоточенным. При трении качения в месте контакта действуют нормальные силы, вызывающие возникновение в поверхностном слое касательных напряжений. Эти напряжения становятся причиной появления микротрещин (контактной усталости), приводящих к отслоению или выкрашиванию небольших объемов металла в поверхностном слое. В большинстве случаев при трении качения наблюдается проскальзывание рабочих поверхностей друг относительно друга, что приводит к возникновению дополнительно тангенциальных сил, ускоряющих процесс развития дефектов на поверхностях качения и снижающих сопротивление усталости. Напряжение, при котором возникновение поверхностных дефектов в процессе эксплуатации мало вероятно, является пределом контактной прочности. Усталостное изнашивание можно наблюдать в тяжело нагруженных зубчатых и червячных передачах, подшипниках качения, рельсах и бандажах подвижного состава железнодорожного транспорта.

Поскольку при выходе из строя деталей машин в первую очередь разрушается их поверхностный слой, основные резервы увеличения показателей качества деталей (работоспособность и надежность), определяющиеся в большей степени эксплуатационными характеристиками их поверхности (сопротивлением усталости, износостойкостью, контактной выносливостью), заключаются в изменении состояния поверхностного слоя деталей. Наиболее эффективно использование технологических методов изменения качества поверхностного слоя. С этой целью используются разнообразные упрочняющие технологии: термические, модифицирование химического состава поверхностного слоя, поверхностное пластическое деформирование.

Поверхностный слой детали - это слой, у которого структура, фазовый и химический состав отличаются от основного металла, из которого сделана деталь.

В поверхностном слое можно выделить следующие основные зоны (рисунок 1.1) [33]:

1) толщиной 1...10² нм, адсорбированных из окружающей среды молекул и атомов органических и неорганических веществ;

2) толщиной 10^-3...1 мкм, продуктов химического взаимодействия металла с окружающей средой (обычно оксидов);

3) граничную, толщиной несколько межатомных расстояний, имеющую иную, чем в объеме, кристаллическую и электронную структуру;

4) толщиной 0,01...0,1мм, с измененной по сравнению с основным металлом 5 структурой, фазовым и химическим составом, которая возникает при изготовлении и эксплуатации детали.

Рисунок 1.1 - Зоны поверхностного слоя детали: 1 - адсорбционная; 2 - оксидов; 3 - граничная металла; 4 - металла с измененной структурой, фазовым и химическим составом; 5 - основного металла

Толщина и состояние указанных слоев поверхностного слоя могут изменяться в зависимости от состава материала, метода обработки, условий эксплуатации. Оценка этого состояния осуществляется методами химического, физического или механического анализа. Многообразие параметров состояния поверхностного слоя и методов их оценки не позволяет выделить единственный параметр, определяющий качество поверхностного слоя. Поэтому в научной и инженерной практике состояние поверхностного слоя оценивается набором единичных или комплексных параметров, с той или иной стороны оценивающих качество поверхностного слоя.

Укрупнено эти параметры характеризуют: геометрические параметры неровностей поверхности; микроструктуру и химический состав; механическое состояние.

Геометрия поверхности складывается из макроотклонений (отклонений формы), волнистости, шероховатости и субшероховатости.

Единая неровность поверхности по всей ее длине или ширине относится к макроотклонению (выпуклость, вогнутость, конусность). Высота таких неровностей в зависимости от точности и размеров детали изменяется от десятых долей микрометра до нескольких миллиметров. Все промежуточные неровности между шероховатостью и макроотклонениями относятся к волнистости поверхности. Волнистость представляет собой совокупность периодических, регулярно повторяющихся, близких по размерам выступов и впадин высотой 10²...10³ мкм, расстояния между которыми (шаг волн) значительно больше их высоты (до 40 раз). Под шероховатостью поверхности понимается совокупность микронеровностей высотой 10²...10³мкм с относительно малым шагом (2 ... 800 мкм), меньшим базовой длины, используемой для ее измерения. Микронеровности, соизмеримые с размерами кристаллической решетки и расположенные на шероховатости, относятся к субшероховатости [19].

Микроструктура - это строение металла или сплава, определяемое с помощью металлографических микроскопов. Микроструктурный анализ позволяет определить наличие, количество и форму структурных составляющих сплава, имеющих однообразное строение. Структурные составляющие определяются не только химическим составом материала детали, но и способом упрочняющей обработки. Как правило, к этим способам относится упрочнение, связанное с нагревом упрочняемого металла.

Микроструктура существенно влияет на возможности упрочнения материалов. Особенно это проявляется при упрочнении поверхностным пластическим деформированием.

Наряду с давлением структурное состояние и свойства сталей являются решающими факторами, определяющими остаточные напряжения поверхностного слоя.

Удельный объем структурных составляющих (в порядке уменьшения) следующий: тетрагональный мартенсит, мартенсит с кубической решеткой, перлит (сорбит, троостит), аустенит. Если при обработке происходят структурные превращения, сопровождаемые увеличением удельного объема (например, переход аустенита в мартенсит), то образуются сжимающие остаточные напряжения, при обратном процессе -растягивающие.

Механическое состояние металла определяется следующими параметрами:

- сопротивлением деформированию - пределами упругости, пропорциональности, текучести и прочности, твердостью;

- пластичностью - относительным удлинением и сужением, ударной вязкостью и другими, устанавливаемыми специальными испытаниями образцов.

Из всех этих параметров твердость может служить общей характеристикой, позволяющей приближенно оценить качество поверхностного слоя. Твердость имеет связь с такими показателями качества поверхностного слоя, как остаточные напряжения, структура.

Твердостью называют свойство материала оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии в поверхностном слое. Измерение твердости вследствие быстроты и простоты осуществления, а также возможности без разрушения изделия оценить его свойства, получило широкое применение для контроля качества металла в металлических изделиях и деталях [17].

По представлению физики твердого тела, напряжения в металле или сплаве, независимо от причин, их вызывающих, рассматриваются как следствие искажения кристаллической решетки. Физической моделью механизма образования технологических напряжений применительно к деталям, поверхностный слой которых деформирован в процессе механической обработки, является атомная или дислокационная модель.

Значение макронапряжений определяется, прежде всего, плотностью однородных дислокаций, а знак макронапряжений зависит от характера расположения однородных дислокаций по отношению к поверхности детали. Сжимающие макронапряжения возникают в случае преобладающего расположения у поверхности множества положительных дислокаций на параллельных плоскостях скольжения. Преобладающее расположение у поверхности отрицательных дислокаций способствует возникновению макронапряжений растяжения.

Наличие избытка дислокаций одного знака определяется не только схемой деформации, но и температурой, при которой происходит деформация, а также составом сплава, определяющим склонность к поперечному скольжению [22].

Микрогеометрия, твердость и остаточные напряжения являются основными параметрами качества поверхностного слоя, определяющими надежность и долговечность деталей машин. Как правило, при изготовлении деталей в производственных условиях контролируются параметры твердости и микрогеометрии поверхностного слоя. Остаточные напряжения, вызванные упрочнением, контролируется гораздо реже.

1.2 Сравнительный анализ существующих методов динамического поверхностно-пластического деформирования

Поверхностное пластическое деформирование (ППД) - обработка давлением, при которой пластически деформируется только поверхностный слой материала (ГОСТ 18295-72).

Ударное поверхностное пластическое деформирование - поверхностное пластическое деформирование при ударном воздействии деформируемого материала с инструментом, рабочими телами или средой [20].

Метод упрочнения выбирают в зависимости от формы и размеров детали, условий её работы и состояния поверхностного слоя, технологических возможностей (рисунок 1.2), а также экономической целесообразности.

Сжатый воздух

а б в г

Рисунок 1.2 -Ударные методы упрочнения: а - струйно-механический; б - струйно-пневматический; в - барабанно-ударный; г - вибрационный;1 - дробь; 2 - деталь; 3 - гранулы или шарики

Независимо от вариантов технологической схемы существуют два вида поверхностного упрочнения деталей:

- значительная пластическая деформация поверхностного слоя без съема металла (поверхностное упрочнение методами вибронаклепа, пневмодинамического, виброударного, дробеструйного или гидродробеструйного наклепа);

- небольшая пластическая деформация со съемом металла глубиной от 0,01 до 0,3 мм при малой глубине наклепанного слоя (поверхностное упрочнение методами виброшлифования или гидроабразивного шлифования и полирования).

1.2.1 Технологические особенности виброупрочнения

Сущность процесса виброупрочнения заключается в следующем. Рабочая среда, состоящая из абразивных или металлических частиц (гранул, шариков), и обрабатываемые детали, помещенные в контейнер виброустановки (рисунок 1.3), совершают механические колебания с ускорениями (10…15) g. Под действием этих колебаний частицы рабочей среды приобретают энергию, достаточную для осуществления пластической деформации поверхностного слоя детали.

Основные параметры процессов ППД, определяющие величины наклепа, остаточных напряжений и шероховатости поверхности:

- характеристики рабочей среды (материал, диаметр шариков; материал, зернистость и форма абразивного наполнителя);

- амплитуда и частота колебаний, задающие скорость и ускорение вибрирующим частицам;

- продолжительность процесса упрочнения.

а б в

Рисунок 1.3 - Способы загрузки деталей при виброупрочнении: а - свободное расположение; б - закрепление в резервуаре; в - закрепление на изолированной опоре

Виброупрочнение в зависимости от применяемой рабочей среды может выполняться как операция виброшлифования или виброполирования.

Виброшлифование осуществляется абразивными гранулами с зерном размером более 50 мкм, предназначено для снятия с поверхности деталей дефектных слоев и обеспечения шероховатости Rz 1,25. В поверхностном слое деталей возникают высокие остаточные напряжения сжатия с незначительной глубиной распространения (до 80 мкм).

Виброполирование выполняется абразивными гранулами с зерном размером менее 50 мкм, предназначено для обеспечения шероховатости поверхности деталей с параметром Rz 0,65 и выше. В поверхностном слое деталей возникают остаточные напряжения сжатия с малой глубиной распространения (до 50 мкм).

Остаточные напряжения сжатия, возникающие при полировании стальными шариками, по сравнению с остаточными напряжениями, возникающими при виброшлифовании, несколько меньше по величине, но распространяются на значительно большую глубину (свыше 200 мкм). Размер частиц рабочей среды также оказывает существенное влияние на параметры наклепа и остаточные напряжения в поверхностном слое деталей. С уменьшением размера частиц уменьшаются наклеп и остаточные напряжения.

Виброупрочнение стальными шариками обеспечивает наиболее высокую пластическую деформацию, его называют вибронаклепом и обозначают ВН. Виброупрочнение в наполнителе из абразивных частиц обеспечивает большой съем металла при небольшом повышении его сопротивления усталости прочности, его называют виброшлифованием и обозначают ВШ.

Перед упрочнением шероховатость поверхностей деталей из стальных сплавов должна быть не выше Rz 20, из алюминиевых сплавов - не выше Rz 40. Поверхности деталей с шероховатостью Rz 40, изготовленные точным литьем, подвергаются вибронаклепу без предварительной их подготовки.

Вибронаклеп тонкостенных деталей, например цилиндров, стоек шасси, рекомендуется проводить перед окончательным шлифованием отверстий, которые в этом случае имеют припуск, позволяющий при шлифовании устранить коробление (эллипсность), если оно возникло при обработке методами ППД.

Вибронаклеп внутренних полостей деталей выполняется одновременно с обработкой внешних поверхностей или отдельно от нее. Для этого внутренняя полость на 70 - 80 % заполняется рабочей средой и закрывается заглушками. Виброупрочнение в одном контейнере деталей, резко различающихся по механическим свойствам материалов, форме и массе, недопустимо.

При вибронаклепе в качестве рабочей среды применяют стальные шарики диаметром от 4 до 6 мм, которые должны быть полированными, чистыми, без дефектов на поверхности. В процессе эксплуатации шарики необходимо регулярно промывать в керосине, сортировать через 150 - 200 ч и отбраковывать. Хранить их следует в бункерах в водном растворе триэтаноламина.

Интенсивность и качество процессов упрочнения контролируется определением деформации образцов-свидетелей. Образцы-свидетели для всех упрочняемых стальных деталей изготавливают из стали 30ХГСА или 30ХГСНА и обязательно шлифуют, для упрочняемых деталей из алюминиевых сплавов - из материала, аналогичного материалу деталей. Прогиб образцов-свидетелей при односторонней упрочняющей обработке должен составлять: при упрочнении методом ВШ - не менее 0,4 мм, методом ВН - 1,6…3,0 мм.

Если принять производительность виброабразивной обработки стали 45 за единицу, то съем металла с поверхностей деталей из других материалов при прочих равных условиях примерно составляет:

- из алюминиевых сплавов - 1,6;

- незакаленных углеродистых и легированных сталей - 1,0;

- закаленных легированных сталей - от 0,9 до 0,8;

- коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов - от 0,8 до 0,7;

- титановых сплавов - 0,6.

1.2.2 Пневмодинамический метод упрочнения

Пневмодинамический метод упрочнения деталей основан на использовании кинетической энергии шариков или дроби, сообщаемой им струей воздуха, который подается в рабочую камеру под давлением от 0,3 до 0,6 МПа.

Основные параметры пневмодинамического метода упрочнения: давление воздуха; материал и диаметр шариков (дроби), их твердость; расстояние от щели сопла до обрабатываемой поверхности; длина рабочей зоны камеры; удельная загрузка шариков (дроби); время обработки.

Пневмодинамическому упрочнению подвергаются детали из алюминиевых сплавов с толщиной стенок не менее 4 мм и стальные - с толщиной стенок не менее 2,5 мм.

Для упрочняющей обработки пневмодинамическим методом широко применяют установки типа БДУ-Э2М (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Схема пневмодинамической установки БДУ-Э2М

Установка состоит из систем подачи 2, сбора 1 и очистки 5 дроби и рабочей камеры 10, соединенной с основными системами посредством двух рукавов: подачи дробевоздушной смеси 7 и отсоса дроби 6. Масса загружаемой дроби - до 100 кг.

Рабочая камера состоит из штуцера 8, сопла 9, подающего дробь на поверхность заготовки 12, и полости разрежения 13, через штуцер 4 которой дробь отводится из камеры. Во избежание вылета дроби из камеры предусмотрено щеточное уплотнение 11. Установка смонтирована на тележке 3 и может транспортироваться. Деформирующие тела - дробь диаметром до 2 мм.

Пневматическое переносное устройство (рисунок 1.5) получило широкое применение в качестве средства местной упрочняющей обработки ППД.

Рисунок 1.5 - Схема пневматического переносного устройства

Устройство состоит из корпуса 1 и ручки 2. Рабочая камера устройства представляет собой канал в корпусе между профилированным центральным телом 6 и боковой крышкой 8.

Для хранения шариков тел до включения устройства в работу и сбора их после работы в корпусе предусмотрена ловушка 3 с заслонкой 4. Устройство снабжено комплектом упругих резиновых насадок 5, конфигурация которых зависит от формы упрочняемых поверхностей 7.

Сжатый воздух подводится в рабочую камеру через сопло 9, отработанный воздух удаляется через отверстия 10 в боковых крышках. После работы устройства открывается заслонка 4, перекрывающая профилированный канал, шарики направляются в ловушку 3, при этом отработанный воздух выходит через боковые отверстия ловушки [24].

1.2.3 Барабанно-ударный метод упрочнения

Барабанно-ударный метод упрочнения (см. рисунок 1.2, в) применяют для обработки алюминиевых, стальных и титановых деталей типа панелей, обшивок лонжеронов, поясов, нервюр, стрингеров, шпангоутов с гладкими и ребристыми поверхностями.

Ударно-барабанное упрочнение происходит в результате соударения гранул сыпучего рабочего тела с поверхностями обрабатываемых деталей. Детали закрепляются внутри барабана, вращающегося вокруг горизонтальной оси. Сыпучее рабочее тело получает энергию за счет центробежных и гравитационных сил вследствие вращения барабана (рисунок 1.6).

а б

Рисунок 1.6 - Схемы размещения деталей в барабане: а - двухкамерном; б - многогранном

Барабан 1 имеет прямоугольную (рисунок 1.6, а) или шестигранную (рисунок 1.6, б) форму. Полость барабана прямоугольной формы разделена центральной перегородкой на две рабочие камеры. Обрабатываемые детали 3 закрепляют на съемных щитах 2, закрывающих проемы рабочих камер, и на центральной перегородке.

При вращении барабана гранулы сыпучего рабочего тела 4 падают на поверхности обрабатываемых деталей. При соударении поверхностный слой деталей пластически деформируется, в результате чего происходит упрочнение. Поверхности деталей упрочняются поочередно. Для повышения равномерности обработки деталей направление вращения барабана периодически реверсируют.

В качестве сыпучего рабочего тела применяют кубики и шарики диаметром от 4 до 8 мм. Обработка производится всухую. В процессе работы рабочие камеры барабана вентилируются [37].

1.2.4 Виброударный метод упрочнения длинномерных деталей

Сущность метода виброударного упрочнения заключается в деформации поверхностного слоя металла в результате соударения детали с насыпанными на ее поверхность стальными шариками.

Этот метод упрочнения производится на специальной вибрационной установке (рисунок 1.7), предназначенной для одновременной обработки наружных и внутренних поверхностей длинномерных деталей типа лонжеронов, лопастей винтов вертолетов.

К жесткой платформе 1 крепятся регулируемые направленные дебалансные вибраторы 2. Платформа 1 с помощью упругих подвесок 3, 5 установлена на раме 4, закрепленной на фундаменте.

Деталь помещают в специальный контейнер 8, на подлежащие обработке поверхности насыпают стальные шарики 6. Чтобы шарики не высыпались, торцы контейнера закрывают заглушками.

Контейнер с деталью и шариками прикрепляют к платформе специальными шпильками 9.

Рисунок 1.7 - Схема вибрационной установки

Вибраторы 2 синхронно приводятся во вращение электродвигателем постоянного тока с регулируемой частотой возбуждения 20…40 Гц. Процесс упрочнения осуществляют минимум за два технологических перехода. Виброударное упрочнение позволяет довести глубину слоя наклепа до 0,6 мм как по наружной, так и по внутренней поверхности [24].

1.2.5 Дробеструйный метод упрочнения

Дробеструйный метод упрочнения основан на использовании кинетической энергии металлических частиц (стальных или фарфоровых шариков, стеклосфер, дроби), которые под давлением сжатого воздуха подаются на поверхность обрабатываемой детали (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 - Схема дробеструйной обработки в камере: 1 - деталь; 2 - сопло; 3 - сборник дроби; 4 - редуктор-манометр; 5 - рабочий бункер; 6 - приемный штуцер; 7 - перепускной клапан

Дробеструйная упрочняющая обработка длинномерных деталей типа монолитных ребристых панелей и лонжеронов без формообразования производится в специальных установках, имеющих вид больших камер, при вертикальном положении детали.

Расстояние от сопла до обрабатываемой поверхности - от 200 до 250 мм, сопло перемещается поперек ребер жесткости со скоростью от 0,5 до 0,9 м/мин. Обработка ведется по замкнутому циклу. В качестве обрабатывающей среды применяются стальная литая дробь марки ДСЛ диаметром от 0,8 до 1,2 мм, стальные шарики из конструкционной стали марки ШХ-15 диаметром от 0,8 до 3,0 мм [24]. Для оценки масштабов применения упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием в таблице 1.1 представлены типовые детали и методы упрочнения, применяемые для обработки силовых деталей самолета Ан-124 «Руслан».



Таблица 1.1

Детали самолета Ан-124«Руслан», подвергаемые упрочнению методами ППД

Типовые представители	панели, пояса	панели, балки, пояса, шпангоуты	балки, кронштейны, щеки	кронштейны накладки	щеки, фитинги, профили	кронштейны, траверсы, рельсы
Метод упрочнения	Дробеметный	Ударно-барабанный	Вибро-шлифование	Вибронаклеп
Максимальные габариты	27000x2300x144	9400x1200x300	2500x320x220	314x230x75	1200x500x260
Применяемые материалы	Д16чТ, В95пчТ2	Д16Т, 30ХГСА, ВТ22	Д16чТ, В95 пчТ2, В93 пчТЗ, Ак-6Т1	ОТ 4-1, ВТ-22	Д16чТ, В93пчТЗ, Ак-6Т1	ВТ-22, ВНС-5, ЗОХГСА
Кол-во наим./ деталей	63/126	153/314	432/1489	12/23	61/150	65/188
фюзеляж	14/28	42/119	89/302	1/2	11/22	8/20
крыло	42/84	51/77	272/989	10/19	25/72	51/154
оперение	7/14	41/84	53/148	-	25/56	-
пилон	-	19/34	15/33	1/2	-	6/14
Оборудование	УДП-2-3,5	УБЯ-3-11А УБЯ-4-13 УБЯ-4-30	ВУД-4000 ВУД-2500 ВУД-1000	ВУД-1000	ВУД-2500 ВУД-1000	ВУД-2500 ВУД-1000

1.3 Технология и упрочнения ударно-барабанным методом

Ударно-барабанная обработка - ППД соударением закрепленных в барабане заготовок с рабочими телами, падающими вследствие его вращения (ГОСТ 18295-72).

Для обработки применяют шарики различного диаметра из различных материалов (рисунок 1.6).

Рисунок 1.9 - Шарики, применяемые для динамического упрочнения: а - стеклянные; б - стальные; в - керамические

Стальные шарики (рисунок 1.9, б) применяют главным образом при обработке сталей и алюминиевых сплавов. Стальные шарики имеют низкую стоимость, что обуславливает их широкое применение. При обработке стальными шариками образуется металлическая пыль, что может негативно влиять как на параметры поверхностного слоя.

При обработке деталей из цветных сплавов, например титановых, может проявляться такой дефект поверхностного слоя как межкристаллитная коррозия. Поэтому применяют шарики из инертных материалов, таких как стекло и керамика. Стеклянные (рисунок 1.9, а) шарики по стоимости уступают керамическим, но и плотность их значительно меньше, что сказывается на эффективности обработки. Керамические (рисунок 1.9, в) шарики по сравнению со стеклянными имеют большую плотность и большую стоимость. Но при этом обладают повышенной стойкостью к истиранию, большей твердостью поверхности.

На ударно-барабанных установках УБЯ упрочнения производится путем соударения падающих гранул (кубиков, шариков) с обрабатываемой поверхностью детали, закрепленной в барабане, вращающемся вокруг оси. Возможность стабильного получения малых энергий соударения обеспечивает в этом случае напряженное состояние упрочненной поверхности детали, не приводящее к недопустимым деформациям. Простота оборудования и универсальность технологии являются отличительными особенностями ударно-барабанного упрочнения, повышающего малоцикловую выносливость деталей в 2-8 раз.

На рисунке 1.10 изображена промышленная ударно барабанная установка УБЯ-3-11А.

Рисунок 1.10 - Промышленная ударно-барабанная установка УБЯ-3-11А

Этим методом упрочняются стрингерные, вафельные панели, нервюры, шпангоуты, лонжероны, балки, пояса и тонкостенные обшивки.

Технические характеристики промышленных ударно-барабанных установок представлены в таблице 1.2.

Экспериментальная установка БУОС-0,3-0,15 изготовлена на базе универсального токарного станка 16Б05П средствами кафедры 104. На этой установке можно упрочнять небольшие детали (см. таблицу 1.2) из конструкционных сталей, титановых и алюминиевых деформируемых сплавов.

Универсальность данной установки заключается в том что она может устанавливаться на любой токарный станок промышленный токарный станок.

Простота конструкции обеспечивает ее долговечность простоту эксплуатации. Для ее обслуживания не требуются высококвалифицированные специалисты. Установка удобна для проведения экспериментов в лабораторных условиях.

Небольшие габариты установки позволяют использовать ее в качестве наглядного пособия. В процессе работы установки шарики ударяясь о стенки барабана, производят незначительный шум. Это благоприятно сказывается на санитарных условиях в процессе проведения экспериментов. Для обработки требуется небольшое количество шариков, что позволяет ускорить переустановку деталей.

Таблица 1.2

Технические характеристики промышленных ударно-барабанных установок

Параметры	БУОС-0,13-0,15	УБ-2-3	УБЯ-2-5	УБЯ-3-7	УБЯ-З-11А	УБЯ-4-15	УБЯ-4-30
Наибольшие габаритные размеры упрочняемой детали, мм	100 х 20 х 5	300 x 600 х 100	4800 х 1000 х 125	6800 x 1500 x 180	10800 x 1500 х 200	15000 x 2500 x 200	15000 x 2500 x 200
Число щитов для размещения деталей	4	6	4	4	4	4	2
Масса сыпучего рабочего тела, кг	1	1000	1000	2000	3400	6000	6000
Частота вращения барабана, 1/мин	120	21,0	23,6	16,0	16,4	14,5	I4,5
Производительность при двухсменной работе (площадь упрочненных поверхностей деталей в год, м2)	15	2500	5000	8000	13000	26000	26000
Масса установки, кг	1,5	15500	20000	20000	40000	54000	87000

1.4 Существующие методики определения НДС при динамическом упрочнении

Савериным М.М., автором книги [46] разработана методика определения диаметра отпечатка по известному диаметру и скорости удара шарика и известным свойствам обрабатываемого материала. Эта методика нашла широкое распространение и применяется авторами книг [42, 41, 47, 44] и в ряде статей посвященных упрочняющей обработке [11, 18, 56].

К недостаткам методики следует отнести необходимость определения специфичных свойств материалов, таких как истинная динамическая твердость и показатель динамического упрочнения. Для определения данных динамических свойств необходима постановка специальных экспериментов для каждого исследуемого материала. Тем не менее, данная методика используется в данной работе ввиду ее широкого распространения.

В статье [42] проведено численное моделирование осесимметричной задачи одиночного удара дробинки с учетом физико-механических свойств поведения материалов.

На основании данной работы можно сделать вывод, что для моделирования процесса деформационного упрочнения шарик можно рассматривать как абсолютно жесткое тело. Для задания свойств деформируемого материала достаточно использовать общеизвестные механические свойства, которые для большинства известных материалов можно получить из справочника [43]. Данные из статьи [42] используются в данной работе для построения математической модели в системе Abaqus.

Рыковским Б.П., автором книги [44] разработана исчерпывающая методика определения НДС обрабатываемой детали, рекомендации по контролю обработки, методика расчета времени обработки для пневмодинамического метода упрочнения.

Данная методика принята в качестве инженерной методики, так как носит наиболее общий характер и является наиболее полной. Из недостатков следует отметить применение методики определения диаметра отпечатка по специальным механическим свойствам, требующих ряда экспериментальных исследований для новых материалов. В полной мере определить НДС согласно данной методике можно лишь для алюминиевого сплава Д16Т. Для определения удельного изгибающего момента выведена достаточно громоздкая формула, расчеты по которой весьма затруднительны и не дают адекватных результатов. Плотность потока шариков рассчитана только для пневмодинамического метода упрочнения, для ударно-барабанного метода применима лишь частично и требует дополнительных аналитических и экспериментальных исследований. Для определения параметров НДС титановых сплавов или сталей данная методика не имеет необходимых справочных данных.

Следует сделать вывод, что методика определения НДС при динамической упрочняющей обработке весьма хорошо проработана, но не является современной и полной.



2. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТНОГО НАКЛЕПА

Повышение ресурса деталей при упрочняющей обработке ППД связано с изменениями, происходящими в поверхностных слоях. Эти изменения можно рассматривать на микро- и макроуровне.

Современное представление о природе поверхностного упрочнения основано на предполагаемом зарождении дислокаций в тонких поверхностных слоях, которые после ППД становится на порядок больше. Это создает благоприятные условия для их взаимодействия и обусловливает оптимальное соотношение прочностных и усталостных свойств материалов.

Изучение механизма упрочнения раскрывает его сущность и основные направления совершенствования для конкретных материалов, форм и размеров деталей, условий их эксплуатации. Одним из факторов, улучшающих эксплуатационные свойства деталей, является стабильность физико-механического состояния поверхностного слоя. Происходящая циклическая деформация поверхности как бы выполняет функцию тренировки для исходной неоднородной по своей природе структуры, которая при последующем циклическом нагружении оказывается методной сопротивляться более высоким напряжением. Особенностью ППД является то, что при обработке поверхности не отмечается ослаблений в местах перехода наклепанного слоя в ненаклепанный.

Это выгодно отличает ее от других способов упрочнения, например, от поверхностей закалки, при которой зона перехода закаленного слоя к незакаленному обладает пониженной прочностью.

Изучение механики деформирования и установление количественных связей между режимами обработки и НДС обработанных ППД деталей составляет предмет исследования данной работы. Пластическая деформация при ППД характеризуется значительной неоднородностью по толщине и протекает в условиях сложного напряженного состояния и сложного нагружения. Аналитически учесть факторы, влияющие на формирование НДС поверхностных слоев, сложно. Однако разработка основ расчета с приемлемой для практики их использования точностью является одной из актуальных проблем теории и практики исследования ППД.

Разработанная авторами книги [44] методика позволяет по заданной интенсивности обработки, характеризуемой, прогибом образца, рассчитать режимы обработки и основные параметры НДС поверхностных слоев. Исследования и методика инженерного расчета основных параметров процессов ППД на практике опробованы на примерах упрочнения дробеструйным, виброударным и пневмодинамическим способами разнообразных деталей, выполненных из алюминиевых сплавов Д16Т, В95Т, АК4-1Т, а также из высокопрочных сталей ЗОХГСА и ЗОХГСНА.

2.1 Определение скорости удара шарика

При вращении барабана сыпучее рабочее тело в виде шариков разгоняется, но в верхней точке отрывается от стенки барабана и падает на поверхности детали и образцов-свидетелей, вызывая их упрочнение.

Схема сил, действующих на каждый из шариков сыпучего рабочего тела, представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Модель ударно-барабанного метода упрочнения: 1 - барабан; 2 - ложемент; 3 - образец-свидетель; 4 - шарик

Определить скорость удара шарика о поверхность детали можно исходя из уравнения баланса кинетической и потенциальной энергий [70]

. (2.1)

При подъеме на высоту отрыва шарик приобретает потенциальную энергию

, (2.2)

где - масса шарика; - гравитационная постоянная.

После отрыва от стенки барабана потенциальная энергия шарика преобразуется в кинетическую энергию, уравнение которой записывается в виде

, (2.3)

где - текущая скорость шарика.

Тогда уравнение баланса кинетической и потенциальной энергии запишется в виде

.(2.4)

Преобразовав уравнение, скорость можно определить как

, (2.5)

Из геометрических соотношений, пренебрегая высотой детали и ложемента, высоту отрыва можно определить

, (2.6)

где - диаметр барабана; - угол между отвесной линией и осью, проходящей через центр шарика и барабана в момент отрыва от стенки барабана.

Частота вращения барабана должна обеспечивать превышение силы тяжести над центробежной силой . Для этого запишем условие отрыва шарика от стенки барабана в виде суммы проекции всех сил на ось, проходящую через центр шарика и барабана

(2.7)

Силу тяжести можно определить по формуле

(2.8)

Центробежная сила определяется из соотношения

,(2.9)

где - угловая скорость вращения барабана; - радиус барабана.

После преобразований получим уравнение

, (2.10)



Тогда для скорости удара шарика окончательно получим выражение

(2.11)

Зная технические характеристики промышленных ударно-барабанных установок, можно определить скорость удара шарика для каждой из них. Учитывая, что угловая скорость вращения барабана определяется по формуле

, (2.12)

где - частота вращения барабана.

Рассчитанные значения скорости удара шарика для промышленных ударно-барабанных установок сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Скорости удара шарика для промышленных ударно-барабанных установок

	БУОС-0,13-0,15	УБ-2-3	УБЯ-2-5	УБЯ-3-7	УБЯ-3-11А	УБЯ-4-15	УБЯ-4-30
	0,13	2,00	2,00	3,00	3,00	4,00	4,00
	120	21,0	23,6	16,0	16,4	14,5	14,5
	12,6	2,20	2,47	1,68	1,72	1,52	1,52
	1,6	5,4	5,6	6,5	6,5	7,6	7,6

2.2 Анализ НДС поверхностного слоя

Обработка ударами шариков характеризуется локальностью пластического деформирования поверхности детали. В результате силового воздействия деформирующей среды на поверхности создаются лунки, обусловливающие определенное НДС по толщине [44]. При полном укрытии поверхности отпечатками предполагается, что сжатие всех слоев по толщине в среднем будет соответствовать деформации осевого сжатия под одним отпечатком, качественная эпюра которых представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Эпюра остаточных деформаций осевого сжатия по толщине пластически деформированного слоя под отпечатком диаметра d и глубиной h

При деформированном состоянии каждого слоя можно определить изменение формы и размеров заготовки в целом. Исследования дробеструйной и пневмодинамической обработки показывают, что размеры сечения детали в направлении действующих сил остаются практически неизменными, но с характерными признаками неравномерной деформации поверхностных слоев -- искажением их решетки и искривлением плоскостей скольжения, повышением твердости, увеличением плотности дислокаций. Это свидетельствует о том, что при обработке ППД осуществляется сложное нагружение. Последующие удары вблизи каждого отпечатка ведут к перераспределению деформаций под ним так, что при отсутствии объемных изменений размеры детали в среднем при полном укрытии поверхности отпечатками оказываются неизменными. Подтверждением этому служат эксперименты, выполненные на примере обкатки [44]. Показано, что обработка ППД состоит в сложном взаимодействии многократных первичных деформаций прямого нагружения, разгрузки и вторичных деформаций последующего нагружения. Лишь в начальный период неустановившейся обработки первичные деформации интегрально значительно отличаются от вторичных. При стабилизации же процесса обработанная часть детали практически приподнимается до уровня исходной необработанной части. Можно предположить, что при каждом ударе шариком форма и размеры очага деформации примерно одинаковы и соответствуют единичному вдавливанию. На первом этапе решения задача определения НДС поверхностных слоев сводится к исследованию основных параметров очага деформации под единичным отпечатком [46].

Аналитически задача определения НДС под единичным отпечатком аналогично задаче Герца в теории упругости при наличии пластических деформаций до сих пор не имеет точного решения [20]. Можно отметить приближенное ее решение для идеально-пластичного материала, преследующее конечной целью определение контактных напряжений и деформирующих сил в зависимости от глубины вдавливания сферического инструмента. Из-за сложности комплексного решения контактной задачи пластичности упрочняемого материала теоретически и экспериментально исследуются отдельные из характеристик НДС.