Analiza naprężeń w tulei podczas realizacji stożkowego połączenia wciskowego

W pracy przedstawiono wyniki badań teoretycznych i doświadczalnych odkształceń i naprężeń w tulei podczas realizacji stożkowego połączenia wciskowego z uwzględnieniem wpływu demontażu i powtórnego wcisku. Przedmiotem badań były próbki wykonane z ulepszonej cieplnie stali C45. Przeprowadzono obliczenia numeryczne, dla których opracowano model uwzględniający osiowe przemieszczanie się czopa względem tulei, zgodnie z zarejestrowanymi pomiarami w trakcie praktycznej realizacji połączenia. Wyniki badań rozkładów naprężeń przedstawiono w postaci graficznej. Wartości naprężeń zastępczych uzyskanych podczas pomiarów tensometrycznych na powierzchni tulei są niższe o 2-35% od wyników uzyskanych na drodze numerycznej w zależności od siły wcisku. Symulacja demontażu połączenia wykazała obecność warstwy umocnionej, której granica plastyczności przekracza o 50 MPa granicę plastyczności materiału rodzimego elementów połączenia. Trwała deformacja tulei wywarła wpływ na wyliczone wartości i rozkład naprężeń w złączu podczas ponownej realizacji połączenia.

This paper presents theoretical and experimental study of stress and strain distribution in a conical interference fit joint. This study deals with the process of disassembling and reassembling the joint. Specimens used during the research were made of heat treated steel C45. The finite element method (FEM) was used to perform the calculation. Numerical analyses required creating a model based on laboratory research which includes axial shaft displacement. The stress and strain distributions were presented as bands and graphs. The effective stress obtained on laboratory research using strain gauge differs from effective stress based on FEM calculation and is lower of about 2-35%. The calculation revealed existence of the strengthened layer in a bush which has 50 MPa higher yield point. The presence of residual stress aft er disassembling the joint infl uenced stress and strain distribution after reassembling the joint.