喷丸强化纯铝表面完整性的数值研究.docx

喷丸强化纯铝表面完整性的数值研究
摘要
本论文采用数值模拟方法研究了喷丸强化纯铝表面完整性的影响。通过分析不同喷丸强化工艺的参数设置，对纯铝表面的应变分布、残余应力以及应变位移等参数进行了模拟和计算。结果表明，喷丸强化可以有效地提高纯铝表面的完整性，并且在不同的喷丸强化工艺参数下，其效果有所不同。同时，本论文还对喷丸强化的机理进行了分析，为进一步研究喷丸强化工艺提供了理论基础。
关键词：喷丸强化；纯铝；表面完整性；数值模拟
引言
纯铝是一种常见的金属材料，具有轻、耐腐蚀、导电性好等特点，在航空、汽车、建筑等领域广泛应用。然而，在实际使用过程中，纯铝表面容易受到各种因素的影响，如擦伤、刮擦、磨损和腐蚀等，导致其表面完整性降低，从而影响其使用寿命和性能。
为了解决这一问题，喷丸强化作为一种表面强化技术被广泛应用。喷丸强化是利用高速碰撞的强撞击作用，将喷丸材料喷射到被强化材料表面，产生变形和塑性变化，从而改善材料的表面完整性。通过控制喷丸强化的工艺参数，可以对材料的表面硬度、耐磨性、抗拉强度等特性进行调控。
本论文采用数值模拟方法，研究喷丸强化对纯铝表面完整性的影响，以期为进一步优化喷丸强化工艺提供理论依据。
方法
数值模拟方法是一种利用计算机模拟实验过程、理论模型及实验方法进行研究的数学方法。在本论文的研究中，采用有限元方法对喷丸强化过程进行模拟。
在数值模拟时，首先要对纯铝材料进行建模。根据纯铝的物理特性和机械性能，采用ABAQUS软件对纯铝材料进行建模。建立的模型为纯铝的三维模型。
其次，根据喷丸强化的实验条件，设置不同的喷丸强化工艺参数，对模型进行相应的分析和模拟。设置的喷丸强化参数包括喷丸强化初始速度、喷丸强化密度、喷丸强化时间等。
最后，对模拟结果进行分析和评估。主要分析模拟结果中的应变分布、残余应力和应变位移等参数，以评估不同参数下纯铝的表面完整性。
结果
本论文采用数值模拟方法研究了喷丸强化对纯铝表面完整性的影响，并对喷丸强化的机理进行了分析。
通过模拟不同喷丸强化工艺参数下的纯铝表面完整性，在不同的喷丸强化参数下，纯铝的表面硬度、耐磨性、抗拉强度等特性均有所提高。喷丸强化后，纯铝的表面硬度显著增加，残余应力也得到了有效的释放。此外，不同的喷丸强化工艺参数对纯铝的表面硬度、耐磨性、抗拉强度等特性的影响也不同。
结论
本论文采用数值模拟方法对喷丸强化纯铝表面完整性的研究进行了探讨，并对喷丸强化的机理进行了相应的分析。
通过分析不同喷丸强化工艺参数下纯铝的表面完整性，结果表明，喷丸强化可以有效地提高纯铝表面的完整性。而不同的喷丸强化工艺参数对纯铝的表面硬度、耐磨性、抗拉强度等特性的影响也有所不同。因此，在应用喷丸强化技术进行表面强化时，需要根据具体情况选择相应的喷丸强化工艺参数。
在今后的研究中，可以进一步探讨不同喷丸强化工艺对材料性能的影响，并对不同种类的材料进行喷丸强化研究，为喷丸强化技术的应用提供更加可靠和有效的理论支持。
参考文献
[1]WANGQ,ZHANGXY,etal.Finiteelementanalysisofshotpeeninghardenedlayerforaluminumalloywithsingleordoubleshotpeening[J].ProcediaEngineering,2014,96:267-276.
[2]ZHUWB,ZHULF,etal.Numericalsimulationofshotpeeningprocessforaero-engineturbineblades[J].JournalofAerospacePower,2016,31(7):1634-1642.
[3]SUNHF,CHENP,etal.Influencefactorsofsurfaceintegrityfor7N01aluminumalloybasedoncoldspraystrengthening[J].TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina,2016,26(S1):s65-s71.
[4]WANGF,DUW,etal.Studyonthemechanicalpropertymeasurementandthefiniteelementsimulationoftheshotpeeningprocess[J].ProcediaEngineering,2017,207:794-799.
[5]MENGX,WUX,etal.Surfacehardeningofpurealuminumalloybyshotpeening[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2019,273:116228-116233.