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摘要
目的 研究喷丸修复7075-T651铝合金亚表面裂纹的愈合机理以及修复效果。方法 建立材料亚表面裂纹在喷丸作用下的修复模型，运用ANSYS进行数值模拟计算并对裂纹深度修复阈值进行预测；参照模型，利用线切割制造相应裂纹，对其进行喷丸修复，从残余应力、疲劳强度与微观结构分析裂纹愈合机理，评估修复效果。结果 仿真结果表明弹丸直径D=0.5mm、弹丸速度V=100m/s的喷丸修复效果最佳，裂纹修复深度阈值为0.15mm；裂纹修复区域的表面应力为非裂纹区域的83.17%，实验与仿真结果相符；裂纹修复后的试件疲劳强度可以达到完好试样的70.32%。喷丸形成的剧烈冲击使裂纹亚表面材料能产生较大的微观形变热，有利于组织形变，促使裂纹两侧晶粒组织形成闭合挤压，宏观上表现为压应力下组织的紧密闭合，这种闭合起到了裂纹修复的作用，整体上属于物理性修复，但仍无法完全消除裂纹对材料消极影响。结论 研究表明喷丸通过压力作用对亚表面材料裂纹进行闭合修复，材料疲劳强度得到较好的恢复，这对铝合金结构件裂纹早期修复和应急性修复应用具有积极作用。
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单位中南林业科技大学; 机电工程学院
