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AISI-304奥氏体不锈钢喷丸残余应力的有限元模拟

发布时间:2019-02-24 20:10
【摘要】:目的针对喷丸有限元模拟中多数模型的弹丸数量较少,不能准确反映喷丸过程中弹丸位置的随机性及喷丸覆盖率对残余应力场影响的问题,对喷丸过程的有限元模拟技术进行优化。方法基于大型有限元分析软件ABAQUS,使用python编程语言对弹丸在三维空间中的分布进行随机化处理,建立了随机多弹丸喷丸AISI-304奥氏体不锈钢的有限元模型。在喷丸覆盖率大于100%的条件下,模拟分析了喷丸工艺中弹丸的数量、尺寸和弹丸的速度对残余应力场的影响,结合试验对有限元模型的合理性进行了验证。结果增加弹丸数量可提高残余压应力层的厚度和残余压应力的最大值,当弹丸数量为90颗时,残余压应力场接近饱和;增加弹丸速度,靶材残余压应力的峰值、表面应力值及残余压应力场的深度值增大,残余压应力峰值出现的位置基本不变;增大弹丸的直径,靶材残余压应力峰值、峰值的位置、表面应力值及残余压应力场的深度值均明显增大。结论喷丸残余应力的试验测量结果和有限元模拟结果吻合,模型合理。
[Abstract]:Aim to solve the problem that the number of projectiles in most models in finite element simulation of shot peening is less than that in the finite element simulation, which can not accurately reflect the randomness of projectile position during shot peening and the effect of shot peening coverage on residual stress field. The finite element simulation technique of shot peening process is optimized. Methods based on the large-scale finite element analysis software ABAQUS, the distribution of projectiles in three dimensional space was randomly processed by python programming language, and the finite element model of random multiple shot peening AISI-304 austenitic stainless steel was established. Under the condition that the coverage of shot peening is more than 100%, the effects of the quantity, size and velocity of shot peening on the residual stress field are simulated and analyzed, and the rationality of the finite element model is verified by the test. Results the thickness of residual compressive stress layer and the maximum value of residual compressive stress can be increased by increasing the number of projectiles. When the number of projectiles is 90, the residual compressive stress field is close to saturation. With the increase of projectile velocity, the peak value of residual compressive stress of target, the value of surface stress and the depth value of residual compressive stress field increase, and the position of peak value of residual compressive stress basically remains unchanged. Increasing the diameter of projectile, the peak value of residual compressive stress, the position of peak value, the value of surface stress and the depth value of residual compressive stress field are obviously increased. Conclusion the experimental results of shot peening residual stress are in good agreement with the finite element simulation results and the model is reasonable.
【作者单位】: 湖南信息职业技术学院;中南大学交通运输工程学院;
【基金】:湖南省科技厅研究课题(2013FJ3019) 湖南省教育厅研究课题(14C0825)~~
【分类号】:TG668

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本文编号:2429889

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