機(jī)械噴丸殘余應(yīng)力的實驗研究和模擬分析.pdf

1、機(jī)械噴丸是一種傳統(tǒng)表面強(qiáng)化工藝，在工程中被廣泛應(yīng)用，具有設(shè)備簡單、價格低廉、操作方便等特點。機(jī)械噴丸處理的零構(gòu)件表面被引入較大的殘余應(yīng)力，其靜力強(qiáng)度、耐磨性、抗腐蝕性和抗疲勞性等都得到了有效的提高。為了研究機(jī)械噴丸誘導(dǎo)的殘余應(yīng)力場，本文采用實驗測量和三維有限元模型分析相結(jié)合的方法測量殘余應(yīng)力。主要工作為:
　　(1)在實驗測量方面，研究了基于X射線衍射的殘余應(yīng)力無損檢測方法，解決了通過衍射峰形狀篩選數(shù)據(jù)，以及優(yōu)化最小二乘法擬合直線

2、斜率的問題，獲得了較為準(zhǔn)確的實驗結(jié)果;研究了基于鉆孔應(yīng)力釋放和云紋干涉表面位移測量的殘余應(yīng)力有損測量方法，建立了通過條紋位移計算殘余應(yīng)力的公式，并獲得了鉆孔后孔邊的云紋條紋圖。實驗結(jié)果表明，兩種方法測量的結(jié)果相一致，可準(zhǔn)確測量殘余應(yīng)力的大小，并獲得不同噴丸工藝引起的殘余應(yīng)力分布規(guī)律。
　　(2)在模擬分析方面，建立動態(tài)響應(yīng)機(jī)械噴丸強(qiáng)化的有限元模型，詳細(xì)研究了噴丸工藝參數(shù)和試件表面幾何形狀對殘余應(yīng)力大小和空間分布的影響，結(jié)果表明，隨

3、著彈丸直徑、彈丸速度、沖擊角度、沖擊次數(shù)等參數(shù)的增加，試件內(nèi)部的最大殘余應(yīng)力、殘余應(yīng)力場的深度和表面殘余應(yīng)力的面積都是逐漸增大的;另外，試件表面幾何形狀對噴丸殘余應(yīng)力也有影響，凹面曲率的增大引起殘余應(yīng)力深度的減小和極值的增大，而凸面曲率的增大引起殘余應(yīng)力的深度的增加和極值的減小。
　　(3)實驗研究了退火對機(jī)械噴丸殘余應(yīng)力釋放和殘余應(yīng)力對試件疲勞壽命的影響。一方面，測量并分析了機(jī)械噴丸殘余應(yīng)力隨著溫度的演化特點，結(jié)果表明，隨著溫度