摘要：喷丸强化作为一种有效的表面冷处理工艺，经过了40多年的发展，应用范围越来越广泛，正日益成为航空航天、军工、铁路等领域不可或缺的提高零部件疲劳强度的手段。喷丸强化是无数细小弹丸高速冲击零部件表面的过程，会在零部件表面产生一层残余压应力层，并伴随晶粒细化、位错密度增大等显微组织变化，这些有利的变化会防止或抑制微裂纹的产生，显着提高零部件的抗疲劳、抗应力腐蚀开裂能力。喷丸强化技术作为一种提高零部件可靠性和耐久性的有效手段，其工艺参数的的选择和确定却较为繁琐，需要通过试喷和预试验来确定，存在着试喷周期长，参数确定效率低等不足。本文拟通过有限元仿真的方法来研究残余应力的分布以及残余应力与喷丸工艺参数之间的关系，进而应用仿真分析结果来指导实际工程中喷丸参数的确定，这对于快速确定喷完工艺参数具有实际意义。基于显示动力学分析方法分别建立了喷丸有限元模型，模拟研究了采用不同喷丸工艺参数，主要包括弹丸直径、喷丸速度、喷射角度和覆盖率对喷丸处理之后材料的残余应力的影响，进行了试验研究，主要是喷丸试验和疲劳试验，以验证零件喷丸后的延寿情况。得出的结论如下：当弹丸的材料一定时，影响喷丸残余应力场的因素主要是弹丸直径和喷丸速度，喷射角度的影响相对小些。通过比较弹丸直径对材料残余应力场的影响，可以发现弹丸直径对残余应力的影响比较显着，随着弹丸直径的增大，其所具有的动能也增加，最大残余应力和表面残余应力在不断增大，但是增加的幅度并不明显。通过比较喷丸速度对残余应力的影响，可以发现，随着弹丸速度的增加，表面残余压应力先增加然后又减小，而最大残余压应力却一直增加。残余压应力深度随着喷丸速度的增加一直在增加。通过比较喷射角度和覆盖率对残余应力的影响，可以看出，改变喷射角度或覆盖率，虽然表面残余应力和最大残余应力都会增加，但增幅并不明显，而最大残余压应力深度和残余压应力深度变化比较大，说明这两个因素主要影响残余应力的深度。从疲劳试验的数据中可以看出，喷丸大幅度提高了试样的疲劳寿命，喷丸确实能提高零部件的疲劳性能，延长其服役寿命。
　　关键词：喷丸强化，残余压应力，疲劳寿命
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