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本文以LKP550型移动式抛丸机的抛丸器为研究对象,采用离散元软件模拟钢丸在抛丸器中的宏观运动过程,分析钢丸直径、叶轮转速、分丸轮与叶轮安装角度对钢丸抛射速度的稳定性以及大小的影响,为抛丸强化分析确定了抛丸工艺参数的优化范围,随后以Q345钢为例,对钢丸冲击Q345钢后应力和应变的微观过程进行了有限元分析,获得了钢丸直径与钢丸抛射速度对靶材残余应力场分布的影响规律。主要研究结论如下:对LKP550型移动式抛丸机中钢丸在抛丸器内沿分丸轮叶片和叶轮叶片的演变过程以及抛丸强化机制进行了理论分析,获得了影响钢丸抛射速度和抛丸强化效果的主要因素。对抛丸过程中钢丸在抛丸器内的运动过程进行了离散元数值分析,模拟结果表明:叶轮转速对钢丸抛射速度的影响最大,验证了理论分析中叶轮转速与钢丸抛射速度成线性正比的正确性,且钢丸直径和分丸轮与叶轮安装角度是影响钢丸抛射速度的主要因素。钢丸直径、叶轮转速、分丸轮与叶轮安装角度过小会导致钢丸抛射速度的不稳定,叶轮转速过大也会引起钢丸抛射速度的不稳定性。为了保证钢丸抛射速度的稳定性和抛丸效果,选择钢丸直径在Φ0.6mm~Φ2.0mm之间,叶轮转速在2250rpm~2950rpm之间,分丸轮与叶轮安装角度在11°~20°之间,以此作为后续抛丸强化分析的工艺参数。在离散元模拟结果的基础上,选择优化后的抛丸工艺参数,以Q345钢为例,重点研究了Φ0.6mm~Φ2.0mm的钢丸直径和60m/s~80m/s的钢丸抛射速度对抛丸后材料表层应力应变微观过程的影响。结果表明:在相同钢丸抛射速度下钢丸直径对抛丸残余应力场的深度影响较大,在相同钢丸直径下钢丸抛射速度对残余应力的大小影响较大。钢丸抛射速度和直径过小则抛丸强化效果不明显,二者过大会导致材料表层产生拉应力而破坏抛丸强化效果。对于Q345钢,钢丸直径在Φ1.0mm~Φ1.4mm之间,钢丸抛射速度在70m/s~75m/s之间是合适的抛丸强化工艺参数组合。此外,通过离散元对抛丸过程中钢丸宏观运动过程的分析,以及随后在离散元分析的基础上对钢丸冲击Q345钢表面后应力应变的微观分析,发现将离散元方法与有限元方法结合研究抛丸过程的演变和机理具有可行性。