基于DEM-FEM耦合的超声喷丸强化数值分析

摘要：

为了研究超声喷丸处理过程弹丸与构件之间弹塑性接触状态、应力场及表面状态分布规律,基于显式微粒离散函数的多弹丸撞击模型和Hertz-Mindlin(No Slip)碰撞接触力学定律,建立了弹丸冲击速度与恢复系数之间的模型.针对超声喷丸过程,建立DEM-FEM(离散元-有限元)耦合数值模型,建立ALE自适应网格模型,通过数值模拟研究恒定恢复系数与动态恢复系数对构件表面残余应力、残余应力层深度、表面宏观形貌的影响,恒定恢复系数增加的过程中,表面残余压应力、残余压应力层深度、表面粗糙度均增加,相比残余应力层深度与表面粗糙度,表面残余应力分布极值差低约12％,相比残余应力层深度内外端均值差值,表面残余应力与表面粗糙度差值低约9％～15％.结果表明,在恒定与动态恢复系数下,与残余压应力层深度相比,表面残余应力与表面宏观形貌更容易实现均匀性;与恒定恢复系数相比,动态恢复系数对构件表面引入的残余应力与试验结果误差均低于5％,预测更接近真实值.

关键词：超声喷丸、离散元、有限元、弹性变形、塑性变形、恢复系数

所属期刊栏目：43

分类号：V261(航空制造工艺)

资助基金：中国航发产学研合作项目;辽宁省自然科学基金指导计划项目

在线出版日期：2022-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：561-572