INFLUENCE OF STRENGTHENING FIBER ORIENTATION ON THE STRESS STATE DURING TORSION OF CYLINDRICAL SPECIMENS
Keywords:
strengthening fibers, stress state, ANSYS, torsion, shear stress, surface hardeningAbstract
This paper investigates the influence of the spatial orientation of strengthening fibers, formed by surface plastic deformation (SPD), on the stress state of cylindrical specimens under torsion. Numerical simulations were conducted in ANSYS for three fiber orientation angles: 0°, 45°, and 90°. It was found that a 45° inclination provides the most uniform distribution of shear stresses and the highest torsional strength. Fibers aligned along the axis (0°) exhibit lower resistance, while transverse orientation (90°) results in the weakest performance. The findings highlight the importance of selecting an optimal fiber orientation based on the operational conditions of the component.
References
Santos, V., Uddin, M., Hall, C. Mechanical surface treatments for controlling surface integrity and corrosion resistance of Mg alloy implants: A review // Journal of Functional Biomaterials. – 2023. – Vol. 14. – Pp. 1–34.
Тамаркин, М. А., Тищенко, Э. Э., Лебеденко, В. Г. Повышение качества поверхностного слоя деталей при обработке поверхностным пластическим деформированием в гибких гранулированных средах // Вестник ДГТУ. – 2009. – Т. 9, № 3(42). – С. 213–224.
Ветрова, Е. А. Формирование шероховатости поверхностного слоя нежестких деталей типа полый цилиндр в процессе комбинированной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием // Известия МГТУ МАМИ. – 2012. – Т. 2, № 2 (14). – С. 38–41.
Roland, T., Restraint, D., Lu, K., Lu, J. Fatigue life improvement through surface nanostructuring of stainless steel by means of surface mechanical attrition treatment // Scripta Materialia. – 2006. – Vol. 54, Issue 11. – Pp. 1949–1954.
Кабатов, А. А. Анализ финишных методов обработки поверхностным пластическим деформированием // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. – 2013. – № 58. – С. 49–54.
Осипок, Т. В., Зайдес, С. А. Оценка неоднородности распределения механических свойств в листовом прокате из низкоуглеродистой стали // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2021. – № 6. – С. 45–54.
Паршин, С. В. Конечно-элементное моделирование в решении прочностных задач машиностроения / С. В. Паршин. – Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2024. – 68 с.
Жидков, А. В. Применение системы ANSYS к решению задач геометрического и конечно-элементного моделирования / А. В. Жидков. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2006. – 115 с
Кожаринова, Л. В. Основы теории упругости и пластичности / Л. В. Кожаринова. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2010. – 136 с. ISBN 978-5-93093-712-1.
Новожилов, В. В. Теория упругости / В. В. Новожилов. – 9-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Политехника, 2012. – 409 с. ISBN 978-5-7325-0956-4.
