不同強(qiáng)度鋼噴丸殘余應(yīng)力的有限元模擬.pdf

1、本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件建立了低強(qiáng)度鋼、中強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼等四種不同強(qiáng)度鋼的噴丸模型，研究了不同的噴丸參數(shù)，例如彈丸強(qiáng)度、彈丸半徑和彈丸速度對噴丸之后材料殘余應(yīng)力場的影響，得到了符合實際的結(jié)果以及殘余應(yīng)力隨層深的分布曲線，并對這四種不同強(qiáng)度的鋼作了相關(guān)的噴丸試驗以及殘余應(yīng)力測試實驗。
　　通過噴丸模擬發(fā)現(xiàn)，對這四種不同強(qiáng)度的鋼進(jìn)行噴丸，在彈丸材料確定的情況下，增大彈丸速度或者增大彈丸半徑時，材料

2、的表面殘余應(yīng)力和最大殘余應(yīng)力都表現(xiàn)出波動性變化，兩者的變化步調(diào)和變化趨勢基本保持一致，并且在最大殘余應(yīng)力的變化曲線上會出現(xiàn)一個極值，與實際噴丸中殘余應(yīng)力隨噴丸強(qiáng)度的增大會達(dá)到一個強(qiáng)化極限值相一致，由這一極值可以確定對材料進(jìn)行噴丸時的最佳彈丸速度和最佳彈丸半徑。
　　通過模擬利用不同強(qiáng)度的彈丸對這四種鋼進(jìn)行噴丸，研究其噴丸之后的殘余應(yīng)力場，發(fā)現(xiàn)彈丸強(qiáng)度增大時，殘余應(yīng)力層深的變化并不明顯，對于低強(qiáng)度鋼，提高彈丸強(qiáng)度能明顯的增大噴丸之后

3、材料的表面殘余應(yīng)力和最大殘余應(yīng)力；而對于中強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼，彈丸強(qiáng)度對其噴丸殘余應(yīng)力的影響比較小。
　　通過模擬利用半徑不同的彈丸對這四種不同強(qiáng)度的鋼進(jìn)行噴丸，研究其噴丸殘余應(yīng)力場，發(fā)現(xiàn)彈丸半徑對殘余應(yīng)力層深的影響較大，彈丸半徑增大時殘余應(yīng)力層深近似線性增大，即殘余應(yīng)力層深和彈丸半徑具有近似的線性相關(guān)性，模擬還發(fā)現(xiàn)如果殘余應(yīng)力隨半徑的變化曲線上出現(xiàn)殘余應(yīng)力急劇變小的拐點時，殘余應(yīng)力層深曲線上也會相應(yīng)的出現(xiàn)拐點，殘余應(yīng)力

4、會稍微減小。
　　通過模擬利用速度不同的彈丸對這四種不同強(qiáng)度的鋼進(jìn)行噴丸，發(fā)現(xiàn)對于屈服強(qiáng)度較小的低強(qiáng)度鋼，彈丸速度對其噴丸殘余應(yīng)力層深的影響比較小；而對于屈服強(qiáng)度較高的中強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼，彈丸速度增大時，殘余應(yīng)力層表現(xiàn)出波動增大的趨勢，如果在殘余應(yīng)力隨速度的變化曲線上出現(xiàn)殘余應(yīng)力急劇減小的轉(zhuǎn)折點時，殘余應(yīng)力層深的增大會變得平緩或者稍微減小。
　　綜合考慮彈丸強(qiáng)度、彈丸半徑和彈丸速度對這四種不同強(qiáng)度的鋼的噴丸殘余應(yīng)