喷丸数值模拟中一种高效方法

作者：陈晟; 丁腾飞; 张朝阳; 高建永; 付婧颐; 鲁世红^*

来源：表面技术, 2023, 52(08): 458-465.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.08.042

• 喷丸
• 数值模拟
• SAE 1070
• 弹丸间距
• 诱导应力

目的 从减小分析步时间的角度出发，调整弹丸随机分布间距，研究提高模拟计算效率的方法。方法 以SAE1070弹簧钢为研究对象，在S230弹丸速度为40 m/s条件下，分析弹丸间垂直间距、水平间距和弹丸冲击方式对模拟结果的影响。结果 在不考虑弹丸间相互作用的前提下，有限元模拟中弹丸间可存在重叠，只要弹丸垂直间距大于0.07mm，水平间距大于0.4mm，弹丸随机生成模拟得到的诱导应力分布、塑性应变分布、粗糙度的结果在小偏差范围内收敛，与弹丸间无重叠的模拟结果相近。在满足弹丸间距阈值的前提下，采用同时冲击和顺序冲击方式得到的诱导应力分布在压应力部分区域存在一定偏差，但应力分布曲线整体较为接近，同时冲击的计算时间缩短了约90%。在此基础上，确定合适的弹丸分布，在不同弹丸直径、速度下进行阿尔门试片喷丸模拟，通过对比阿尔门强度值论证了模拟方法的有效性。结论 这种按层分布同时冲击，并在满足间距阈值的前提下尽可能减小间距的弹丸设置方法，保证了模拟精度，提高了计算效率，为数值模拟的应用提供了优化计算成本的新思路。

• 单位
  山东开泰抛丸机械股份有限公司; 南京航空航天大学