噴丸殘余應(yīng)力及粗糙度對(duì)2024鋁合金疲勞壽命影響的仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、噴丸作為一種表面強(qiáng)化工藝，可有效提升材料的抗疲勞性能。通常認(rèn)為疲勞性能的強(qiáng)化是由于噴丸引入的殘余應(yīng)力，但噴丸在引入殘余應(yīng)力的同時(shí)還會(huì)改變材料表面形貌而增加粗糙度，這對(duì)材料的疲勞性能存在負(fù)面影響，而粗糙度與殘余應(yīng)力存在著一定的相關(guān)性。因此，噴丸所引入的殘余應(yīng)力，所增加的粗糙度，兩者的相關(guān)性以及對(duì)疲勞壽命的影響都需要得到足夠關(guān)注。本文針對(duì)2024鋁合金，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值仿真研究各自的優(yōu)點(diǎn)，開展噴丸及相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，然后建立相應(yīng)的ABAQUS

2、有限元數(shù)值模型來模擬實(shí)驗(yàn)過程，通過實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果的對(duì)照，在驗(yàn)證數(shù)值模型的正確性和有效性后，利用數(shù)值仿真進(jìn)行參數(shù)影響的研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對(duì)2024鋁合金試件進(jìn)行噴丸處理，實(shí)驗(yàn)測(cè)量噴丸后的粗糙度特征值Rα，通過ABAQUS/Explicit建立多丸粒數(shù)值模型模擬噴丸過程，基于所提出的Rα離散化計(jì)算式，通過對(duì)節(jié)點(diǎn)位移進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到Rα模擬值，通過實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果的對(duì)照，驗(yàn)證仿真方法的正確性及有效性，最后利用該數(shù)值模型進(jìn)

3、行噴丸參數(shù)對(duì)粗糙度影響的研究。
　　(2)對(duì)噴丸處理后的試件進(jìn)行剝層殘余應(yīng)力測(cè)量，得到噴丸殘余應(yīng)力沿深度分布的曲線，同時(shí)通過多丸粒數(shù)值模型得到相應(yīng)的仿真殘余應(yīng)力曲線，通過兩者結(jié)果的比較研究來檢驗(yàn)仿真方法，通過數(shù)值模型進(jìn)行噴丸參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力的影響研究。最后將不同參數(shù)下粗糙度與殘余應(yīng)力的結(jié)果進(jìn)行線性擬合及相關(guān)性分析，建立噴丸殘余應(yīng)力特征值與相應(yīng)粗糙度的相關(guān)關(guān)系。
　　(3)利用2024鋁合金的三彎試樣，通過疲勞試驗(yàn)機(jī)分別對(duì)噴丸與