微粒子噴丸是一種區(qū)別于傳統(tǒng)噴丸的表面強(qiáng)化工藝,通過采用直徑更小的微粒子以更快速度沖擊靶材,在引入殘余壓應(yīng)力的同時(shí)降低了受噴零部件的表面粗糙度,提高了金屬零部件的硬度、耐疲勞強(qiáng)度和耐磨性能。殘余壓應(yīng)力場和表面粗糙度是微粒子和靶材相互作用的力學(xué)反映,受材料力學(xué)性能參數(shù)和噴丸工藝參數(shù)的綜合影響,通常用于測量噴丸強(qiáng)度的弧高度試片法并不能反映靶材對(duì)噴射的反應(yīng),而彈痕直徑的影響因素剛好和殘余應(yīng)力場、表面粗糙度一致。本文采用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件,模擬了TC4鈦合金的微粒子噴丸強(qiáng)化過程,研究了各噴丸工藝參數(shù)與殘余壓應(yīng)力場、表面粗糙度的關(guān)系,并采用因次分析法推導(dǎo)了彈痕直徑、殘余壓應(yīng)力場深度、表面粗糙度和微粒子直徑、沖擊速度、微粒子和靶材材料性能參數(shù)之間的關(guān)系式。首先建立了單丸粒的有限元模型,設(shè)定微粒子直徑分別為40、60、80、100、120μm;沖擊速度分別為150、160、170、180、190、200m/s;摩擦系數(shù)分別為0.15、0.25、0.35、0.45;沖擊次數(shù)分別為1、2、3、4、5次;沖擊角度分別為30°、45°、60°、75°、90°;搭接率分別為0、1/4、2/4、...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 微粒子噴丸和傳統(tǒng)噴丸的對(duì)比概述
    1.3 微粒子噴丸和傳統(tǒng)噴丸的研究進(jìn)展
        1.3.1 傳統(tǒng)噴丸技術(shù)
        1.3.2 微粒子噴丸技術(shù)
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
2 有限元和因次分析方法
    2.1 有限元方法
    2.2 因次分析方法
    2.3 ANSYS/LS-DYNA的簡介
    2.4 本章小結(jié)
3 殘余應(yīng)力場的仿真分析
    3.1 殘余應(yīng)力場的概述
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 幾何參數(shù)
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.3 邊界條件
        3.2.4 材料模型
    3.3 殘余應(yīng)力場的有限元仿真分析
        3.3.1 微粒子直徑對(duì)殘余應(yīng)力場的影響
        3.3.2 微粒子速度對(duì)殘余應(yīng)力場的影響
        3.3.3 摩擦系數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力場的影響
        3.3.4 沖擊次數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力場的影響
        3.3.5 沖擊角度對(duì)殘余應(yīng)力場的影響
        3.3.6 搭接率對(duì)殘余應(yīng)力場的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 表面粗糙度的仿真分析
    4.1 表面粗糙度的概述
    4.2 表面粗糙度的數(shù)值模擬
    4.3 表面粗糙度的有限元仿真分析
        4.3.1 微粒子直徑對(duì)表面粗糙度的影響
        4.3.2 微粒子速度對(duì)表面粗糙度的影響
        4.3.3 摩擦系數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響
        4.3.4 沖擊次數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響
        4.3.5 沖擊角度對(duì)表面粗糙度的影響
        4.3.6 搭接率對(duì)表面粗糙度的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 殘余應(yīng)力場和表面粗糙度的因次分析
    5.1 彈痕直徑的概述
    5.2 因次分析
    5.3 未知量求解
    5.4 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
6 課題總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3769368