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空化水射流喷丸冲击处理是一种冷加工过程，该技术能够在材料表面和次表层产生残余应力从而提高机械部件的疲劳寿命。其过程是高速高压液滴冲击到材料表面产生空泡，空泡在材料表面溃灭产生高压冲击，引起材料表面的塑性变形产生残余压应力，以此增强材料表面强度。空化水射流喷丸后，材料次表层产生的弹性变形有恢复的趋势，但是由于材料弹性和塑性的连续性，导致次表层的弹性变形不能恢复，因此在空化水射流喷丸处理的材料表面产生残余应力。本文运用高压水射流设备对316不锈钢进行空化水射流喷丸实验，同时通过ANSYS/LS-DYNA软件对空化水射流喷丸诱导残余应力进行了模拟。并且对实验实测结果与模拟结果进行分析，主要得到以下重要结论：(1)观察分析空化水射流喷丸不同工艺参数条件下试样宏观形貌，可以看出试样表面无明显宏观塑性变形，冲击影响区存在大量弥散分布的点蚀坑；当空化水射流喷丸参数为T=10min、P=40MPa、S=30mm时，试样微观组织显示，冲击影响区边缘区域塑性变形沿晶界分布，冲击影响区塑性变形较为显著，难以分清晶粒晶界，微观结构损失较为严重。(2)利用ANSYS/LS-DYNA环境建立空化水射流喷丸诱导残余应力模型，得出完全阻尼设置更加真实有效的反映了应力波的传播过程以及等效应力的变化规律；在冲击压力一定的条件下，沿Z轴残余应力的大小和最大残余应力层的深度都随着冲击波次数的增加而增加；对比实验结果与数值模拟结果，发现施加压力为1.4GPa时残余应力的模拟结果和空化水射流喷丸工艺参数为T=10min、P=40MPa、S=30mm时的实验实测结果基本吻合。说明运用ANSYS/LS-DYNA模拟软件可以有效地实现对空化水射流喷丸诱导残余应力场分布规律的预测。