一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法技术

技术编号:40513013 阅读:15 留言:0更新日期:2024-03-01 13:29
本发明专利技术公开一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法,其步骤包括:获取单弹丸冲击产生的弹坑尺寸;建立单弹丸冲击靶材模型,以实际观测结果为依据,对单弹丸冲击靶材模型进行验证;求解满足目标覆盖率的弹丸数量及弹丸球心生成位置坐标;建立随机多弹丸冲击靶材的有限元仿真模型,提取喷丸表面残余应力结果。本发明专利技术通过以单弹丸冲击靶材诱导产生弹坑尺寸为实验依据,提出了计算结果更为准确的残余应力获取方法,同时解决了有限元软件的建模过程中生成的弹丸位置具有随机性而造成的覆盖率无法满足需求的问题。对于理解喷丸表面的强化机理,研究喷丸参数与表面残余应力分布之间的关系具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于表面强化,尤其涉及一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法


技术介绍

1、航空发动机涡轮部件在高温、高压等极端服役环境下一旦发生疲劳失效,将会引起严重的后果。喷丸强化由于其能耗小、费用低、设备易操作等优点,已经成为表面强化技术的重要工艺之一,尤其用于涡轮盘、叶片等关键零部件的抗疲劳性能提升。在喷丸过程中,大量弹丸以一定速度冲击靶材表面,改变材料表面形貌,显著提高材料表面硬度,引起材料表面的微观组织演化,材料表面不均匀的塑性变形会诱导产生梯度分布的残余压应力,残余压应力可以很好地预防表面裂纹萌生、防止表面裂纹扩展,从而提高零件的抗疲劳性能。

2、目前喷丸强化表面的残余应力数据提取主要通过盲孔法和x射线衍射法等实验测试手段,盲孔法是典型的有损测试方法,其应力测量为部分释放,仅可测得材料表面残余应力,无法获取材料内部的残余应力数据;而x射线衍射法虽然可以简单直接的获取材料表面和内部的残余应力值,但其测试费用高昂,且数据结果依赖于测试位置,容易出现检测误差。随着计算机仿真技术的发展,有限元模拟逐渐替代实测,可以有效获取有意义的数据。...

【技术保护点】

1.一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法,其特征在于,获取单弹丸冲击产生的弹坑尺寸包括:通过低覆盖率下的喷丸实验得到单弹丸冲击产生的弹坑,通过分析测试设备观测弹坑尺寸,所述弹坑尺寸包括对弹坑直径d和弹丸冲击位移a进行测试和表征。

3.根据权利要求1所述的一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法,其特征在于,对于单弹丸冲击靶材有限元模型和多弹丸冲击靶材的有限元仿真模型,靶材模型划分为弹丸冲击区、过渡区和无限元区,所有弹丸球心均被限制在弹丸冲击区,无限元区的网格类型设置为...

【技术特征摘要】

1.一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法,其特征在于,获取单弹丸冲击产生的弹坑尺寸包括:通过低覆盖率下的喷丸实验得到单弹丸冲击产生的弹坑,通过分析测试设备观测弹坑尺寸,所述弹坑尺寸包括对弹坑直径d和弹丸冲击位移a进行测试和表征。

3.根据权利要求1所述的一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法,其特征在于,对于单弹丸冲击靶材有限元模型和多弹丸冲击靶材的有限元仿真模型,靶材模型划分为弹丸冲击区、过渡区和无限元区,所有弹丸球心均被限制在弹丸冲击区,无限元区的网格类型设置为无限单元。

4.根据权利要求1所述的一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法,其特征在于,求解满足目标覆盖率的弹丸数量及弹丸球心生成位置坐标包括:

5.根据权利要求4所述的一种随机工况下的喷丸表面残余应力获取方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:张俊冯唯刘弘光唐宇阳张阳光
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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