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TC4钛合金喷丸强化有限元模拟的中期报告
1.研究背景
随着工业现代化的快速发展，各种新材料的出现为现代工业的发展提供了有力的支持。钛合金作为轻质高强度、耐腐蚀性好的优质材料，具有极高的应用价值。但是，与其他材料相比，它的强度和硬度较低，容易磨损，因此需要进行加工和强化。强化技术主要包括冷变形强化、热处理强化和喷射强化等。其中，喷射强化是一种采用高速飞沫撞击钛合金表面，使其表面形成塑性变形和残余应力的工艺。该工艺可以大幅度提高钛合金的表面硬度和抗磨损能力，是一种广泛应用于航空、航天、汽车制造等领域的工艺。
2.研究目的
本研究旨在对钛合金喷射强化过程中的变形和残余应力进行数值模拟分析。通过有限元方法建立钛合金样品的模型，在模型中引入外界喷丸作用力，研究钛合金样品表面的变形、残余应力等参数的变化规律，为设计和优化喷射强化工艺提供参考依据。
3.研究思路
（1）建立钛合金样品的有限元模型
将钛合金样品的几何尺寸和材料属性等数据输入有限元软件中，利用软件自带的网格划分工具对钛合金样品进行自动划分，建立其有限元模型。为了提高计算精度，对划分后的网格进行适当的调整和优化。
（2）确定喷丸参数和过程模拟
根据实际情况，确定喷丸参数和过程模拟。选择合适的喷丸材料和喷丸速度，确定喷丸角度和喷丸距离等参数。
（3）引入外界喷丸作用力进行模拟
在有限元模型中引入外界喷丸作用力，根据不同的喷丸参数进行模拟分析。计算钛合金样品表面的变形、残余应力等参数的变化规律。
（4）分析模拟结果
根据模拟结果，分析喷射强化工艺对钛合金样品的加工效果，发现问题，并提出改进建议。最终得出一组最优的喷射强化工艺参数。
4.研究进展
目前已完成钛合金样品的有限元模型建立，并对不同喷丸参数下的模拟结果进行了初步的分析。发现不同喷丸参数下的钛合金表面变形和残余应力规律存在显著差异，根据结果提出了一些改进建议。下一步的研究重点将放在对模拟结果的深入分析和最优喷射强化工艺参数的确定上。在此基础上，将进一步开展实验研究，验证模拟结果的准确性和可靠性。