薄壁筒形零件喷丸变形控制

文中主要介绍了对薄壁筒形零件喷丸时,通过控制弹丸规格、喷丸压力、弹丸流量等参数以及喷丸的工艺过程等,在达到喷丸强化效果的基础上,零件尺寸变形得到有效的控制。     

弹丸束喷丸有限元模型数值模拟及试验研究

喷丸工艺是一种有效提高工件表面疲劳抗力的表面处理工艺,被广泛应用在航空、汽车、动力机械等重要领域。喷丸数值模拟是制订喷丸工艺方案、评估喷丸后工件表面疲劳抗力的主要理论工具。目前,现有的喷丸数值模型主要有单弹丸模型、阵列弹丸模型等形式,在这些模型中,弹丸的撞击位置是固定的,忽略了真实的喷丸过程中弹丸位置的随机性。采用有限元计算软件ABAQUS提供的python语言开发一种弹丸在空间位置随机分布的弹丸束喷丸模型,在此模型基础上研究喷丸工艺参数与残余应力间的分布规律,进一步讨论喷丸工艺对工件表面粗糙度的影响,模拟喷丸强度的饱和过程,并通过Q235钢喷丸试验对弹丸束喷丸模型进行验证,为喷丸工艺的精确控制提供了科学依据和理论基础。     

齿轮表面的喷丸强化技术

喷丸强化是一种受控喷丸技术,不同于喷丸清理。喷丸清理以去除工件表面油污、氧化皮、锈蚀和机械加工毛刺为目的。齿轮表面的喷丸强化主要是借助于高速运动的弹丸冲击零件的表面,     

金属材料喷丸强化有限元模型的演变及展望

喷丸强化工艺是将金属或非金属弹丸高速撞击金属构件,使构件表面产生弹塑性变形的过程,这些变形在材料表层产生具有一定厚度的残余压应力层和组织强化层,从而使得构件材料表面得到强化,并最终显著提高构件的疲劳强度。介绍了喷丸强化工艺的基本原理、特点和相关工艺参数,对有限元分析模型:包括弹丸数量、弹丸分布规律和靶材模型的简化程度等几个方面的演变情况进行了分类归纳和比较,总结了喷丸强化工艺参数对残余应力场的影响规律,对未来喷丸强化机理的研究工作进行了展望。     

喷丸强化工艺在汽轮机隔板制造中的应用

喷丸作为一种工艺曾被广泛的应用于国防、航空航天领域的制造业 ,近年在更多的领域得到了更为广泛的应用 ,近几年我们在从事汽轮机改造工作中引进了国外的设计和制造技术 ,也大量的采用了这种工艺方法 ,主要用于焊接工隔板的制造 ,用以改善隔板的抗疲劳工作性能和消除残余应力 ,这项工艺的采用也降低了制造成本 ,同时也改善了零件的外观质量。1　喷丸强化原理喷丸强化就是利用高速运动的弹丸流对金属表面的冲击而是金属表面产生塑性循环应变层 ,从而提高金属零件的抗疲劳性能和应力腐蚀等因素、消除残余应力的工艺过程。通过此手段提高零件…     

高强度钢喷丸强化处理的试验研究

喷丸强化是一种以小而硬的弹丸连续高速撞击金属零件表面而进行的一种特殊加工方法,零件通过喷丸可以大大提高材料的疲劳性能和抵抗应力腐蚀的能力。针对某型飞机上的喷丸强化零件,选取材料牌号为16Co14Ni10Cr2Mo高强度钢为研究对象,对两种厚度的试样进行不同喷丸强度的喷丸强化,对不同喷丸强度的试样进行疲劳寿命和残余应力场对比分析。     

喷丸强化在齿轮轴上的应用

一、喷丸强化工艺因素的选择喷丸强化过程有许多因素,直接影响零件的喷丸强化效果。比如,弹丸的直径、速度、流量、喷嘴与被喷零件之间距离、喷射角度和喷丸时间的选择。 1.喷丸的选择弹丸是喷丸强化的介质,常用材料有铸铁,钢和玻璃丸三种。选择弹丸首先应具备圆球形状,其次在具有一定冲击韧性条件下,硬度越高越好。经常使用的直径为0.05～1.5毫米,铝合金采用直径不大于0.3毫来的玻璃丸;对表面光洁度要求较高的零件,应采用较小的玻璃弹丸;对小模数     

喷丸强化过程的有限元和离散元模拟

利用有限元法建立喷丸强化过程中单/多颗弹丸连续撞击靶材的数值分析模型,对于单弹丸撞击情况,探讨了弹丸参数(速度和角度)对靶材中残余应力场的影响,对于双弹丸连续撞击情况,探讨了第二颗弹丸速度对靶材中残余应力场的影响;建立了模拟喷丸强化过程的三维离散元模型并进行了数值试验研究,分析了喷丸强化过程的工艺参数(质量流速、初始速度、喷嘴攻角等)对颗粒流中弹丸间相互碰撞的影响;结合有限元和离散元计算结果,提出对喷丸强化工艺参数进行优化控制,提高喷丸强化的加工工艺水平,以实现更好的强化效果.     

前混合水射流多弹丸喷丸模型及残余应力场的数值模拟

针对前混合水射流的液固湍动特性与喷丸过程多重非线性耦合作用行为,提供一种射流喷丸强化残余应力场的有限元分析法。采用液固两相流动理论与计算流体动力学方法分析喷嘴内流特性,建立射流多弹丸喷丸模型;基于弹丸速度冲击载荷加载制度,利用多线性各向同性强化弹塑性模型,应用动态接触对称罚函数法,运用ABAQUS软件模拟不同弹丸数量作用下射流喷丸在45钢材料表层产生的残余应力场,获得残余应力场的分布规律及残余应力沿深度的变化规律;得出射流喷嘴内流呈均质流流型,不同弹丸数量射流喷丸在材料表层产生的径向残余应力沿深度的变化规律相同,但在材料表面产生的径向残余压应力值受喷丸模型影响较大,对弹丸分三层排列、相邻弹丸之间径向和周向中心距离均为弹丸半径的多弹丸喷丸模型,数值模拟获得的表面径向残余压应力值与射流喷丸试验数据基本吻合。     

喷丸工艺参数与齿轮表面粗糙度关联规律数值计算研究

喷丸强化除了会对齿轮表面的残余应力场产生影响外,还会改变齿轮表面粗糙度。齿轮齿根处与分度圆处的表面粗糙度会强烈影响其服役性能,因此,研究喷丸过程中齿轮表面粗糙度的演变过程十分必要。为此,建立随机丸粒有限元模型来模拟齿根处与分度圆附近区域的喷丸强化过程,提取冲击区域所有的离散数据用以计算表面粗糙度参数;数值模拟得到的结果与齿轮喷丸后的测试结果基本吻合;并研究了喷丸时间、弹丸大小、冲击速度对齿根处与分度圆附近表面粗糙度参数的影响,从而可以合理地选择喷丸工艺参数,以达到控制齿轮喷丸后表面粗糙度的目的。研究结果表明,在同样的喷丸工艺参数下,分度圆处表面粗糙度R_a值与R_z值明显小于齿根处;随着冲击速度及弹丸直径的增加,齿根处表面粗糙度R_a值、R_z值明显增加且弹丸直径对粗糙度参数的影响大于冲击速度;随着冲击速度及弹丸直径的增加,分度圆表面粗糙度R_a值、R_z值明显增加,R_(mr(-1))值减小,且弹丸直径对粗糙度参数的影响大于冲击速度。     

喷丸对TC4钛合金残余压应力场及疲劳寿命的影响

研究了不同弹丸及喷丸参数对喷丸后TC4钛合金表面形貌、表面塑性变形程度、残余压应力场和疲劳寿命的影响。结果表明:与铸钢弹丸相比,陶瓷弹丸喷丸强化后TC4钛合金表面的起伏程度变化不大,但能有效地覆盖加工刀痕;随喷丸压力增大和喷丸时间延长,试样表面的累积塑性变形先快速增大后趋于饱和;当喷丸压力达到0.25 MPa、铸钢弹丸喷丸时间大于40 s或陶瓷弹丸喷丸时间大于80 s时,最大残余压应力可达到610 MPa,残余压应力场深度超过250μm;两种弹丸喷丸强化后,TC4钛合金的疲劳寿命分别可提高10倍和20倍以上。     

基于5G通信与高速拍照技术的喷丸强化仿真试验验证

基于Eulerian-Eulerian气固两相流模型,采用Fluent-EDEM耦合计算的方式,对喷丸过程中弹丸瞬时速度和速度分布进行仿真分析;通过高速相机对弹丸空间位置进行记录,采用5G通信技术将喷丸设备的实时数据和高速相机的图像传输到云平台,利用图像处理技术获得弹丸速度,从而实现喷丸强化仿真的试验验证。结果表明：不同工艺参数下弹丸速度的仿真结果与实测值之间的相对误差最大不超过12.1%,模型的仿真预测精度较高;弹丸喷出后的速度随距喷口距离增大而先升后降,弹丸速度的空间分布呈抛物线趋势;开发的喷丸强度分析软件预测精度可达95%。     

齿轮强化的应用

汽车工业设计工程师们已普遍采用喷丸强化工艺来提高传动零部件的使用寿命。通常，零件在热处理后进行喷丸强化，对于一些关键零件，如齿圈和行星齿轮等，强化是生产的最后一道工序。[第一段]     

基于FEM-DEM的粗糙表面喷丸数值模拟与试验研究

考虑试件喷丸前粗糙度的影响,提出了粗糙表面喷丸的有限元与离散元(FEM-DEM)耦合模型.制备喷丸与未喷丸两类45#钢试件,测量了试件喷丸前后表面与亚表面的残余应力.根据测量结果验证耦合模型,研究了喷丸工艺参数对试件亚表面残余应力的影响规律.结果表明,提高表面覆盖率和喷丸强度,均可增大残余压应力峰值,其中,喷丸强度的影响更为显著;相同表面覆盖率和喷丸强度下,小直径弹丸可增大残余压应力峰值,大直径弹丸则有利于增大残余压应力层厚;若喷丸前试件粗糙度过大,可通过提高表面覆盖率来增强喷丸强化效果.研究为粗糙表面喷丸强化工艺优化提供了一定的理论依据.     

圆柱螺旋弹簧的喷丸强化研究

本文对弹簧喷丸强化后的表面残余应力及其在疲劳过程中的松弛，以及喷丸强化对疲劳性能的影响等进行了研究。结果指出，在适宜的喷丸强化工艺下，喷丸弹簧可达到国际上公认的２．３×１０＾７次数的疲劳寿命。     

喷丸与激光喷丸强化高强度钢对比试验

为了考察和对比喷丸(SP)和激光喷丸(LSP)2种表面强化技术对金属零件的强化效果,以30CrMnSiNi2A钢为试样,进行喷丸和激光喷丸强化处理试验。试验结果显示,2种强化试样的残余压应力和硬度都有较大的提高。分别测定了喷丸强化和激光喷丸强化试样在同一应力水平下的疲劳寿命,并运用扫描电镜分析了两者的疲劳断口。试验结果表明,激光喷丸强化试样中值疲劳寿命是喷丸强化试样的1.11~2.75倍,激光喷丸强化比喷丸强化在提高金属零件表面性能方面的效果更佳。     

基于温度场的喷丸成形数值模拟及参数优化

从喷丸成形的客观机理出发，建立反映弹丸打击而产生宏观变形效果的等效塑性变形层概念，应用等效静态载荷温度场来模拟变形过程。温度场可以反复施加以模拟任何真实的喷丸强度，从而把一个复杂的动态冲撞过程近似地转化为一个静态加载过程。根据模拟结果，建立指定区域喷丸参数与指定节点变形位移之间的非线性关系，通过优化程序找到满足特定要求的喷丸参数优化方案，从而大大缩短了有限元模拟计算时间，可快速估量喷丸工艺时间以及喷丸成形整体效果，进而制定喷丸工艺优化方案，避免了实际生产中常用的试错方法。     

喷丸技术在齿轮表面强化中的应用

目前,汽车制造业已普遍利用喷丸强化工艺来提高传动零部件的使用寿命。通常情况下,零件在热处理后进行喷丸强化,对于一些关键零件,如齿圈和行星齿轮等,强化是生产的最后一道工序。     

小孔喷丸加工喷射强度的控制系统研究

对小孔内壁喷丸强化处理中喷丸强度的稳定控制问题进行了研究，构建了一个在于弹丸供应量调控参数的闭环模糊控制系统，并给出了相应的综合模糊评判模型和控制规则。     

基于FEM-DEM耦合的大规模喷丸速度分布仿真研究

通过研究大规模喷丸仿真中的弹丸速度问题发现，弹丸之间由于相互碰撞影响，导致弹丸撞击到金属表面时的速度是不一致的，且弹丸束内部和外部的弹丸分布也是不一致的，因此现阶段的弹丸速度测量方法具有一定的局限性。针对这一现象，基于FEM-DEM耦合模型，采用直接模拟大规模喷丸仿真的方法，得出了大规模喷丸仿真问题中的弹丸速度和Almen强度的关系，对研究大规模喷丸仿真问题提供了一定的参考价值。