一种考虑表面粗糙度的有限元与离散元相耦合的喷丸强化数值模拟方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑表面粗糙度的有限元与离散元相耦合的喷丸强化数值模拟方法，步骤为：(1)建立基于高斯分布的自相关函数表征零部件的真实表面粗糙度，利用MATLAB数学软件提取表面粗糙度的数据信息；(2)将表面粗糙度的数据信息导入PROE三维建模软件，并通过拟合对表面光滑处理，建立表征零部件表面粗糙度的三维壳体模型；(3)将三维壳体模型导入ABAQUS有限元软件，在ABAQUS/CAE平台上建立考虑表面粗糙度的零部件有限元模型；(4)通过修改ABAQUS的inp文件，创建粒子生成器，建立喷丸强化过程中弹丸流的离散元模型，并根据实际喷丸工况对弹丸流的相关参量进行控制；(5)利用ABAQUS/Explicit显式动力学算法对零部件的喷丸强化过程开展考虑表面粗糙度的有限元与离散元相耦合的喷丸强化数值模拟计算。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑表面粗糙度的有限元与离散元相耦合的喷丸强化数值模拟方法
本专利技术是一种考虑表面粗糙度的有限元与离散元相耦合的喷丸强化数值模拟方法，它是一种既考虑靶体表面粗糙度对喷丸的残余应力影响还能够考虑随机离散弹丸对喷丸强化的影响，属于航空航天表面工程领域。
技术介绍
航空航天的零部件结构和其工作条件复杂，特别是航空发动机叶片、传动横梁、压气机盘与叶片等易发生疲劳断裂和磨损失效。喷丸强化是国内外航空工业广泛采用的一种表面强化技术，可用来提高材料的疲劳性能和寿命。喷丸后会使材料表面产生塑形变形，并在表层形成较高的残余应力，残余应力则能够部分地抵消工作载荷施加的应力,延缓疲劳裂纹的扩展,从而提高零件的疲劳强度。目前喷丸强化数值模拟往往忽略了材料表面粗糙度对喷丸残余应力的影响，并且弹丸是通过手动建模而成，因此弹丸个数较少同时撞置的位置也相对固定。以上因素都会使预测结果与实际存在偏差。因此需要建立考虑表面粗糙度的有限元与离散元相耦合的喷丸强化数值模拟方法，综合考虑各个参数对喷丸强化数值模拟的影响。现有文献“AhmadAS,WuY,GongH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑表面粗糙度的有限元与离散元相耦合的喷丸强化数值模拟方法，其特征在于：包括步骤如下：/n步骤(1)：基于高斯分布条件下具有自相关函数的粗糙表面模拟，得到靶体表面数据并提取；所述零部件表面粗糙度的数据信息是通过MATLAB软件计算获得；所述表面粗糙度数据信息的提取是按照表面节点的顺序依次写入文本文件(xxx.txt)；/n步骤(2)：利用PROE三维建模软件建立表征零部件表面粗糙度的三维壳体模型，将步骤(1)中的表面粗糙度的数据信息(xxx.txt文件)导入PROE中，根据表面节点坐标信息建立空间三维壳体模型；所述表面节点坐标信息需要经过前处理；所述表面节点坐标信息即能表征零部件的表面...

【技术特征摘要】
1.一种考虑表面粗糙度的有限元与离散元相耦合的喷丸强化数值模拟方法，其特征在于：包括步骤如下：
步骤(1)：基于高斯分布条件下具有自相关函数的粗糙表面模拟，得到靶体表面数据并提取；所述零部件表面粗糙度的数据信息是通过MATLAB软件计算获得；所述表面粗糙度数据信息的提取是按照表面节点的顺序依次写入文本文件(xxx.txt)；
步骤(2)：利用PROE三维建模软件建立表征零部件表面粗糙度的三维壳体模型，将步骤(1)中的表面粗糙度的数据信息(xxx.txt文件)导入PROE中，根据表面节点坐标信息建立空间三维壳体模型；所述表面节点坐标信息需要经过前处理；所述表面节点坐标信息即能表征零部件的表面粗糙度；
步骤(3)：将三维壳体模型导入ABAQUS/CAE，，在ABAQUS/CAE平台上建立考虑表面粗糙度的零部件和建立喷嘴在不同参数下的喷丸有限元模型；所述喷嘴参数为喷嘴尺寸、喷嘴角度、喷嘴与表面距离；
步骤(4)：通过修改ABAQUS的inp文件，创建粒子生成器，建立喷丸强化过程中弹丸流的离散元模型，并根据实际喷丸工况对弹丸流的相关参量进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李开发，王成，周毅钧，姚尚成，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34