噴丸殘余應力及粗糙度對2024鋁合金疲勞壽命影響的仿真與實驗研究.pdf

1、噴丸作為一種表面強化工藝，可有效提升材料的抗疲勞性能。通常認為疲勞性能的強化是由于噴丸引入的殘余應力，但噴丸在引入殘余應力的同時還會改變材料表面形貌而增加粗糙度，這對材料的疲勞性能存在負面影響，而粗糙度與殘余應力存在著一定的相關性。因此，噴丸所引入的殘余應力，所增加的粗糙度，兩者的相關性以及對疲勞壽命的影響都需要得到足夠關注。本文針對2024鋁合金，結合實驗研究與數(shù)值仿真研究各自的優(yōu)點，開展噴丸及相關實驗研究，然后建立相應的ABAQUS

2、有限元數(shù)值模型來模擬實驗過程，通過實驗與仿真結果的對照，在驗證數(shù)值模型的正確性和有效性后，利用數(shù)值仿真進行參數(shù)影響的研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對2024鋁合金試件進行噴丸處理，實驗測量噴丸后的粗糙度特征值Rα，通過ABAQUS/Explicit建立多丸粒數(shù)值模型模擬噴丸過程，基于所提出的Rα離散化計算式，通過對節(jié)點位移進行統(tǒng)計分析得到Rα模擬值，通過實驗與模擬結果的對照，驗證仿真方法的正確性及有效性，最后利用該數(shù)值模型進

3、行噴丸參數(shù)對粗糙度影響的研究。
　　(2)對噴丸處理后的試件進行剝層殘余應力測量，得到噴丸殘余應力沿深度分布的曲線，同時通過多丸粒數(shù)值模型得到相應的仿真殘余應力曲線，通過兩者結果的比較研究來檢驗仿真方法，通過數(shù)值模型進行噴丸參數(shù)對殘余應力的影響研究。最后將不同參數(shù)下粗糙度與殘余應力的結果進行線性擬合及相關性分析，建立噴丸殘余應力特征值與相應粗糙度的相關關系。
　　(3)利用2024鋁合金的三彎試樣，通過疲勞試驗機分別對噴丸與