“現代”噴丸強化及阿爾門強度的abaqus仿真
噴丸強化作為一種成本低,適用范圍廣的表面強化技術一直有著不錯的生命力。在實際工程中,噴丸強度的覆蓋率和阿爾門強度均是通過試片試噴完成的,但是有限元仿真工作者們也一直沒有放棄使用計算機輔助技術來實現更低技術成本,更方便快捷的噴丸結果預測。
通常來說模擬噴丸過程有如下幾種套路:
單粒實體(或有質量的剛性殼體,下同)彈丸沖擊平面靶材,適用于機理研究,合理的計算時間較短,一般在幾分鐘到幾十分鐘之間。
多粒規則排布實體彈丸沖擊平面靶材,適用于機理研究,殘余應力分布研究,合理的計算時間隨彈丸數量的增加而增加,一般在1~5小時左右。
多粒隨機排布實體彈丸沖擊平面靶材,適用于機理研究,殘余應力分布研究,覆蓋率研究,表面粗糙度研究。如果專注于殘余應力研究,此方法相比方法2并無明顯優勢,反而要花費不少時間在前處理上。此方法合理的計算時間隨彈丸數量的增加而增加,通常達到100%覆蓋率和較均勻的應力分布時,再附加一小段穩定應力波動的時間,隨后即可停止計算,根據通常計算規模,計算時間從幾小時到幾十小時不等。
離散元模擬彈丸沖擊任意形狀靶材,適用于殘余應力分布研究,噴丸成形研究,覆蓋率研究,表面粗糙度研究。仿真過程較為接近真實工藝,但是由于計算時間的約束,無法模擬真實工程中幾十秒到幾分鐘的大時間跨度過程。只能在合理的范圍內,對工藝時間進行大比例的壓縮。
等效方法(溫度等效法,壓力層法等等),此類方法適用于宏觀變形和應力的研究,而且往往是在獲取大量實驗數據之后才能進行有意義的等效。無法研究覆蓋率,表面粗糙度等表面完整性指標。但是勝在可以使用隱式分析,計算時間較短,可能是五種方法里最短的。不過對于復雜形狀的工件,其前處理較為繁瑣。
綜上分析,方法4在研究范圍上最為廣泛,較為適合研究機構和高校的研究工作。近年來隨著有限元軟件的進步,也逐漸變成一種常規手段。通過和腳本結合,可以實現大規模的參數試算和數據分析工作。本人之前曾經發布過方法3的仿真過程帖子,將其稱為“古典”噴丸,那么與之相對應,不妨將方法4稱為“現代”噴丸方法。如下是使用“現代”方法模擬阿爾門強度/覆蓋率/殘余應力形成的過程的短小示例:
阿爾門強度(弧高,也即試片在試片原法向上產生的最大位移偏差,注意不同的強度需使用不同規格的試片,不能“一片走天下”):

覆蓋率(具體數值要通過腳本提取計算獲得,超過100%的覆蓋率應通過按比例延長噴丸時間獲得):
殘余應力的形成(如對殘余應力沿層深分布要求較高,應加密網格,同時縮短分析步時長):
以上。
工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP




















