单丸粒和双丸粒喷丸模型的有限元模拟

发布时间：2021-07-02 12:22

　　为了研究复合喷丸的工艺效果,运用ABAQUS有限元软件模拟喷丸过程,建立了单丸粒和双丸粒的三维有限元模型。研究了弹丸速度、弹丸半径及靶材几何特征对残余应力场和等效塑性应变影响的一般规律,并研究了二次冲击时弹丸速度和弹丸半径对强化效果的影响。单丸粒喷丸模型的仿真结果表明,随着弹丸速度和弹丸半径增大,表面残余压应力、残余压应力最大值及残余压应力层深度均增大,等效塑性应变层深度也随之增大。单丸粒喷丸强化不同几何特征靶材表面时的强化效果从大到小依次为凹槽面、平面、圆柱面和球面。双丸粒喷丸强化在靶材表面引入的残余应力和最大残余应力均大于单丸粒喷丸。当第2个丸粒选择较小的弹丸半径时,可在靶材浅表面形成更大的残余压应力。 

【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图2 双丸粒喷丸的有限元模型

假设弹丸速度v为60 m·s-1，不同半径(r=0.2、0.4、0.6和0.8 mm)下单丸粒撞击平面靶材后，沿深度方向靶材残余应力及等效塑性应变分布如图4所示。从图4可知，随着弹丸半径增大，残余压应力层深度明显增大，最大残余压应力值先增大，然后逐渐保持稳定，并非随着弹丸半径的增大而一直增大。工件表面处的最大等效塑性应变值基本不发生改变，最大等效塑性应变出现的位置随单丸半径增大向层深方向移动。2.3 靶材的不同表面几何特征的影响

结果表明，靶材的不同表面几何特征会对残余应力场的分布产生一定的影响。靶材从球面、圆柱面、平面到凹槽面，喷丸所产生的表面残余压应力值、残余压应力层深度和残余压应力最大值依次增大(图5a)。由图5b可知，靶材的不同表面几何特征也会影响等效塑性应变的最大值。最大等效塑性应变值从球面、圆柱面、平面到凹槽面依次减小。3 双丸粒喷丸的仿真

【参考文献】：
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博士论文
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本文编号：3260457