空化水射流噴丸316不銹鋼的試驗(yàn)研究與有限元模擬.pdf

1、空化水射流噴丸沖擊處理是一種冷加工過程,該技術(shù)能夠在材料表面和次表層產(chǎn)生殘余應(yīng)力從而提高機(jī)械部件的疲勞壽命。其過程是高速高壓液滴沖擊到材料表面產(chǎn)生空泡,空泡在材料表面潰滅產(chǎn)生高壓沖擊,引起材料表面的塑性變形產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力,以此增強(qiáng)材料表面強(qiáng)度。空化水射流噴丸后,材料次表層產(chǎn)生的彈性變形有恢復(fù)的趨勢,但是由于材料彈性和塑性的連續(xù)性,導(dǎo)致次表層的彈性變形不能恢復(fù),因此在空化水射流噴丸處理的材料表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力。
　　本文運(yùn)用高壓水射流

2、設(shè)備對316不銹鋼進(jìn)行空化水射流噴丸實(shí)驗(yàn),同時(shí)通過ANSYS/LS-DYNA軟件對空化水射流噴丸誘導(dǎo)殘余應(yīng)力進(jìn)行了模擬。并且對實(shí)驗(yàn)實(shí)測結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行分析,主要得到以下重要結(jié)論:
　　(1)觀察分析空化水射流噴丸不同工藝參數(shù)條件下試樣宏觀形貌,可以看出試樣表面無明顯宏觀塑性變形,沖擊影響區(qū)存在大量彌散分布的點(diǎn)蝕坑;當(dāng)空化水射流噴丸參數(shù)為T=10 min、P=40 MPa、S=30 mm時(shí),試樣微觀組織顯示,沖擊影響區(qū)邊緣區(qū)域塑性

3、變形沿晶界分布,沖擊影響區(qū)塑性變形較為顯著,難以分清晶粒晶界,微觀結(jié)構(gòu)損失較為嚴(yán)重。
　　(2)利用ANSYS/LS-DYNA環(huán)境建立空化水射流噴丸誘導(dǎo)殘余應(yīng)力模型,得出完全阻尼設(shè)置更加真實(shí)有效的反映了應(yīng)力波的傳播過程以及等效應(yīng)力的變化規(guī)律;在沖擊壓力一定的條件下,沿Z軸殘余應(yīng)力的大小和最大殘余應(yīng)力層的深度都隨著沖擊波次數(shù)的增加而增加;對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果,發(fā)現(xiàn)施加壓力為1.4 GPa時(shí)殘余應(yīng)力的模擬結(jié)果和空化水射流噴丸工藝