【摘 要】
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喷丸强化是提高金属零部件疲劳性能和抗应力腐蚀能力的重要的表面改性技术之一。探索先进的喷丸强化技术,扩大喷丸强化技术的应用领域,实现低成本、高效率、优质、绿色、无污染
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喷丸强化是提高金属零部件疲劳性能和抗应力腐蚀能力的重要的表面改性技术之一。探索先进的喷丸强化技术,扩大喷丸强化技术的应用领域,实现低成本、高效率、优质、绿色、无污染的喷丸强化技术是表面工程工作者追求的目标。 本文基于喷丸强化原理分析了喷丸强化对零件表层材料和疲劳性能的影响,指出受喷零件表层材料会在金属学、力学和几何学三个方面发生变化,零件表面形成的残余压应力主要由不均匀塑性变形引起,残余压应力的存在可以有效抑制疲劳裂纹的萌生与扩展,从而可以提高零件的疲劳寿命。 应用FLUENT软件对冰粒气射流喷丸喷头等温、可压、定常、气固两相内流进行了数值模拟,研究了喷丸压力对连续相气体的轴向动压强和轴向速度以及喷丸压力和弹丸粒径对弹丸轴向速度和运动轨迹的影响。结果表明,不同喷丸压力作用下,喷头内连续相气体的轴向速度和轴向动压强分布形式相似,均近似沿轴线成对称分布,且轴心处数值最大;弹丸在弹丸喷嘴出口处的轴向速度随弹丸直径的增加而减小,随喷丸压力的增加先增大后减小。 应用ABAQUS软件分别模拟了不同的弹丸速度、冲击次数、入射角度和弹丸数冲击45钢靶体的过程,获得了喷丸靶体表层径向残余应力、轴向塑性应变和轴向位移的变化规律。结果表明,弹丸冲击在靶体轴线上产生的最大径向残余压应力随弹丸速度、冲击次数和入射角的增加而增大;随弹丸数的增加,先减小后增大,并且最大径向残余压应力由最初在靶体次表面出现转为在靶体表面出现;弹丸冲击在靶体上产生的最大轴向塑性应变和最大轴向位移均出现在靶体表面,且随着弹丸速度、冲击次数的增加而增大,而与弹丸数基本无关。
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