冰粒氣射流噴丸強(qiáng)化噴頭流場(chǎng)及殘余應(yīng)力場(chǎng)研究.pdf

1、噴丸強(qiáng)化是提高金屬零部件疲勞性能和抗應(yīng)力腐蝕能力的重要的表面改性技術(shù)之一。探索先進(jìn)的噴丸強(qiáng)化技術(shù)，擴(kuò)大噴丸強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、優(yōu)質(zhì)、綠色、無(wú)污染的噴丸強(qiáng)化技術(shù)是表面工程工作者追求的目標(biāo)。
　　本文基于噴丸強(qiáng)化原理分析了噴丸強(qiáng)化對(duì)零件表層材料和疲勞性能的影響，指出受噴零件表層材料會(huì)在金屬學(xué)、力學(xué)和幾何學(xué)三個(gè)方面發(fā)生變化，零件表面形成的殘余壓應(yīng)力主要由不均勻塑性變形引起，殘余壓應(yīng)力的存在可以有效抑制疲勞裂紋的萌生與

2、擴(kuò)展，從而可以提高零件的疲勞壽命。
　　應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)冰粒氣射流噴丸噴頭等溫、可壓、定常、氣固兩相內(nèi)流進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了噴丸壓力對(duì)連續(xù)相氣體的軸向動(dòng)壓強(qiáng)和軸向速度以及噴丸壓力和彈丸粒徑對(duì)彈丸軸向速度和運(yùn)動(dòng)軌跡的影響。結(jié)果表明，不同噴丸壓力作用下，噴頭內(nèi)連續(xù)相氣體的軸向速度和軸向動(dòng)壓強(qiáng)分布形式相似，均近似沿軸線成對(duì)稱分布，且軸心處數(shù)值最大;彈丸在彈丸噴嘴出口處的軸向速度隨彈丸直徑的增加而減小，隨噴丸壓力的增加先增大后減小

3、。
　　應(yīng)用ABAQUS軟件分別模擬了不同的彈丸速度、沖擊次數(shù)、入射角度和彈丸數(shù)沖擊45鋼靶體的過(guò)程，獲得了噴丸靶體表層徑向殘余應(yīng)力、軸向塑性應(yīng)變和軸向位移的變化規(guī)律。結(jié)果表明，彈丸沖擊在靶體軸線上產(chǎn)生的最大徑向殘余壓應(yīng)力隨彈丸速度、沖擊次數(shù)和入射角的增加而增大;隨彈丸數(shù)的增加，先減小后增大，并且最大徑向殘余壓應(yīng)力由最初在靶體次表面出現(xiàn)轉(zhuǎn)為在靶體表面出現(xiàn);彈丸沖擊在靶體上產(chǎn)生的最大軸向塑性應(yīng)變和最大軸向位移均出現(xiàn)在靶體表面，且隨著