Моделирование термодеформационного состояния пары «плунжер – втулка» с лазерными упрочнением с учётом износа
DOI:
https://doi.org/10.52171/herald.325Ключевые слова:
лазерное упрочнение поверхности, моделирование термоупругих напряжений, износ в паре «плунжер – втулка», разложение в ряд Фурье, метод Колосова – МусхелишвилиАннотация
В настоящем исследовании проанализировано напряжённо-деформированное состояние, возникающее в зоне контакта между лазерно упрочнённым плунжером и сопрягаемой втулкой. Лазерное упрочнение поверхности существенно повышает твёрдость материала и его трибологические характеристики, что приводит к более благоприятному распределению температуры и деформаций в контактной области. В рамках анализа поверхность плунжера моделировалась как периодическая структура и исследовалась на основе теории упругости с использованием метода комплексных потенциалов Колосова – Мусхелишвили. Граничные условия были упрощены путём разложения в ряд Фурье, что позволило аналитически определить распределение нормальных и касательных напряжений в контактной зоне. Такой подход обеспечивает более точную оценку влияния поверхностного упрочнения на контактную температуру и имеет практическое значение для повышения эксплуатационных характеристик, надёжности и износостойкости деталей плунжерного типа. Результаты исследования соответствуют современным научным направлениям кафедры «Специальные технологии и оборудование» Азербайджанского Технического университета и формируют прочную теоретическую базу для промышленных приложений в области трибологии и контактной механики.
Библиографические ссылки
1. Huseynov A., Nazarov I., Huseynli F., Safarov M. Determination of deformation and machining allowance of precision parts hardened by laser method. RT&A, Special Issue No. 7 (83), Volume 20, May 2025. https://doi.org/10.24412/1932-2321-2025-783-379-385
2. Huseynov A., Nazarov I., Huseynli F., Safarov M. (2025). Challenges of property inheritance during the technological processing of fuel pump precision parts. Tribologia - Finnish Journal of Tribology, 42(1–2), 72–79. https://doi.org/10.30678/fjt.160975
3. Huseynov A., Huseynli F., Safarov M. (2025). Reliability Prediction of Precision Parts of Fuel Pumps with Enhanced Surface Hardness Achieved Through Laser Technology. Tribologia - Finnish Journal of Tribology, 42(1–2), 64–71. https://doi.org/10.30678/fjt.152491
4 Bernhardi A., Büchel D., Glunz S. W., Fell A. (2023). Paste based silver reduction for iTOPCon rear side metallization. Solar Energy Materials and Solar Cells, 257, 112103. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2023.112103
5. Roselund C. (2025, April 28). U.S. startup offers new solar cell copper metallization paste. PV Magazine. https://www.pv-magazine.com/2025/04/28/u-s-startup-offer-new solar-cell-copper-metallization-paste/
6. Malyutina Y. N., Pukhova E. A., Dudareva A. A., Batyrov B. B. & others. (2025). Ni Cr Ti and Ni Cr Ti B coatings prepared by non-vacuum electron beam cladding: Effect of boron and chromium on the microstructure, hardness and high-temperature oxidation resistance. Materials Today Communications, 43, 111730. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2025.111730
7. Chunduri S. (2023, August 24). Emitter formation through boron diffusion: Laser-based selective
49
Azərbaycan Mühəndislik Akademiyasının Xəbərləri
2025, cild 17 (4), s. 42-50
Ə.G. Hüseynov və başq.
Herald of the Azerbaijan Engineering Academy
2025, vol. 17 (4), pp. 42-50
A.G. Huseynov et al.
emitters in TOPCon solar cell processing. Taiyang News. https://taiyangnews.info/technology/emitter-formation-through-boron-diffusion/
8. Li D., Li H., Lu X., Zhang Y., Liu H. (2023). Residual stress and tribological behavior of laser boronizing coating on 316L stainless steel under wear conditions. Journal of Materials Research and Technology, 25, 6486–6498. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.06.139
9. Zhou Y., Wang Y., Qian Y. (2024). Modeling stress distribution and wear behavior of Cr–B duplex coatings formed by laser surface alloying. Surface and Coatings Technology, 469, 129065. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2024.129065.
10. Umar M., Mufti R. A., Khurram M. (2020). Comparison of flash temperature at cam–tappet interface using different theoretical models and its effect on friction torque. Tribology Transactions. https://doi.org/10.1080/10402004.2019.1701755
11. Choudhry J., Almqvist A., Larsson R. (2022). Validation of a multi-scale contact temperature model for dry sliding rough surfaces. Lubricants, 10(3), 41. https://doi.org/10.3390/lubricants10030041
12. Nikchi M., Hamza H., Zniber K., Lahjomri J., Oubarra A. (2021). Analytical solution of steady state heat transfer in two orthotropic cylinders. Journal of Fluid Flow, Heat and Mass Transfer, 8, 244–260. https://doi.org/10.11159/jffhmt.2021.026
13. Wei S., Shang H., Liao C., Huang J., Shi B. (2019). Tribology Performance of Surface Texturing Plunger. Biomimetics (Basel), 4(3), 54. https://doi.org/10.3390/biomimetics4030054
14. Zhong Z., Wang D., Yao L., Xu J., Xiong Y., Xiao J. (2024). Two-dimensional heat transfer and thermoelastic analysis of temperature dependent layered beams with nonuniform thermal boundary conditions. Acta Mechanica, 235, 7159–7180.
15. Muskhelishvili N. I. (2012). Singular Integral Equations: Boundary Problems of Function Theory and Their Application to Mathematical Physics (2nd ed.). Springer.
16. Janahmadov A.Kh. et al. Electrothermomechanical frictional interaction in cracking friction pairs (Part II). Herald of the Azerbaijan Engineering Academy. Vol. 12 (4), 2020, pp. 19-26. https://www.ama.com.az/wp-content/uploads/2021/01/VolumeN4-2020-.pdf
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 A.G. Huseynov, Sh.N. Asadov, F.S. Huseynli, Sh.A. Asadov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
