機械噴丸殘余應力的實驗研究和模擬分析.pdf

1、機械噴丸是一種傳統(tǒng)表面強化工藝，在工程中被廣泛應用，具有設備簡單、價格低廉、操作方便等特點。機械噴丸處理的零構件表面被引入較大的殘余應力，其靜力強度、耐磨性、抗腐蝕性和抗疲勞性等都得到了有效的提高。為了研究機械噴丸誘導的殘余應力場，本文采用實驗測量和三維有限元模型分析相結合的方法測量殘余應力。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，獲得了較為準確的實驗結果;研究了基于鉆孔應力釋放和云紋干涉表面位移測量的殘余應力有損測量方法，建立了通過條紋位移計算殘余應力的公式，并獲得了鉆孔后孔邊的云紋條紋圖。實驗結果表明，兩種方法測量的結果相一致，可準確測量殘余應力的大小，并獲得不同噴丸工藝引起的殘余應力分布規(guī)律。
　　(2)在模擬分析方面，建立動態(tài)響應機械噴丸強化的有限元模型，詳細研究了噴丸工藝參數(shù)和試件表面幾何形狀對殘余應力大小和空間分布的影響，結果表明，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)部的最大殘余應力、殘余應力場的深度和表面殘余應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力也有影響，凹面曲率的增大引起殘余應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力的深度的增加和極值的減小。
　　(3)實驗研究了退火對機械噴丸殘余應力釋放和殘余應力對試件疲勞壽命的影響。一方面，測量并分析了機械噴丸殘余應力隨著溫度的演化特點，結果表明，隨著溫度