随着对电火花加工技术研究的日益深入,电火花加工技术的应用范围日趋广泛。利用该技术独特的加工原理,电火花加工技术己被成功应用到表面强化技术领域,并取得了一定的成果,实现了在气体介质中将电极材料沉积在工件上。这对于传统加工方法是一大突破,大大丰富了电火花加工技术的内涵,打破了以往人们对于这一工艺方法在认识上的局限性,对于电火花加工技术的发展进步有着重要意义。本文首先综述了电火花表面强化技术及其数值模拟研究的进展及成果;然后研究了在气体介质中电火花表面强化的实现条件,对影响放电沉积加工的电极极性、工作介质、电极间的能量分布、电极材料热学常数及能量的累加进行了分析;其次对电火花表面强化有限元模拟中的温度场和应力场的基本理论和数值模拟分析方法及热传导模型、热源模型、边界条件、力学准则、热应力的有限元方程的建立进行了分析和阐述。为了提高计算精度,本文对高温时的材料物理性能参数进行了适当的选取和处理,对工件表面网格进行细化,选取高斯函数分布的热源模型,并通过施加载荷步的方法来实现电火花表面强化热源的移动;接着通过后处理,给出了电火花表面强化温度场及应力场的动态变化图及结果分析;最后通过实验分析表明,选择合适的工艺条件和加工时间,可获得具有一定厚度、较高硬度的强化层,使得工件的表面质量得到了明显的改善。本文为不同的电火花表面强化形式进行温度场、应力场的分析提供了理论基础和指导,促进了有限元分析方法在电火花表面强化机理研究以及在实际工程中的应用,为进一步优化强化工艺技术提供理论依据也为扩大该工艺的应用领域提供了条件。