超聲噴丸強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)研究及有限元模擬.pdf

1、超聲噴丸是一種新型的材料表面改性方法，能在多種金屬結(jié)構(gòu)零部件的表面強(qiáng)化及提高使用壽命方面發(fā)揮重要作用。本文以Q345鋼為研究對(duì)象，利用超聲噴丸強(qiáng)化技術(shù)與有限元模擬技術(shù)相結(jié)合的研究方法，根據(jù)超聲噴丸強(qiáng)化原理和接觸-碰撞問(wèn)題的有限元理論，研究了超聲噴丸各參數(shù)對(duì)噴丸強(qiáng)化效果的影響。主要工作如下：
　　 1.分析了超聲噴丸原理及理論基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)目標(biāo)靶材進(jìn)行受力分析，計(jì)算出靶材的表面殘余應(yīng)力；同時(shí)對(duì)Q345鋼試樣表面進(jìn)行超聲噴丸強(qiáng)化處理，

2、通過(guò)對(duì)試樣的顯微組織、顯微硬度、表面殘余應(yīng)力以及表面粗糙度等影響材料表層性能的因素的研究，分析了超聲噴丸過(guò)程中不同參數(shù)對(duì)Q345鋼試樣表層性能的影響，并獲得了不同超聲噴丸參數(shù)對(duì)材料拉伸性能以及疲勞性能的影響規(guī)律；
　　 2.闡述了接觸-碰撞問(wèn)題的有限元理論，采用有限元軟件ABAQUS對(duì)超聲噴丸過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬，并對(duì)模擬過(guò)程中幾何模型建立、材料參數(shù)定義、本構(gòu)模型選擇、初始載荷加載以及有限元網(wǎng)格劃分等關(guān)鍵技術(shù)作了詳盡的分析，然后

3、對(duì)撞針直徑、撞針?biāo)俣?、撞針撞擊角度、撞針與靶材間摩擦系數(shù)以及撞針撞擊次數(shù)等影響殘余應(yīng)力場(chǎng)的因素進(jìn)行了模擬分析；
　　 3.建立了與實(shí)驗(yàn)過(guò)程中撞針直徑及排列方式完全相同的單撞針、四撞針和十九撞針模型，分別對(duì)其連續(xù)四次垂直撞擊靶材表面的過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了靶材表層殘余應(yīng)力場(chǎng)的分布形式，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，表明了本文所建撞針撞擊靶材模型的合理性。因此，可以通過(guò)有限元模擬對(duì)超聲噴丸之后殘余應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)有助于加