Python實現可變噴丸角度的隨機彈丸分布

噴丸是一種典型的強化手段，采用高速彈丸反復撞擊材料表面，使表層發生塑性變形，從而引入顯著殘余壓應力，增大零件表面硬度，細化晶粒，有利于提高材料的抗疲勞性能。

噴丸覆蓋率和噴丸角度作為噴丸工藝中最重要的工藝參數之一，直接影響噴丸工藝的加工質量。覆蓋率C表示為被噴零部件表面上的彈痕面積與零部件總面積的比值，可通過阿夫拉米公式計算：

單彈丸模擬結果

r為單個彈丸撞擊后留下的彈坑半徑；N 為彈丸個數。

      ABAQUS軟件作為一款強大的非線性軟件，在沖擊領域具有重要應用。本帖主要通過ABAQUS的python二次開發實現機械噴丸強化過程，并根據單彈丸噴丸后的結果結合阿夫拉米公式近似得到一定覆蓋率下的彈丸個數。

      噴丸速度與噴丸強度有關，實際實驗中以ALMEN試片的弧高值表征噴丸強度，在模擬中以100%覆蓋率下的噴丸速度表征噴丸強度，下面是ALMEN試片噴丸后的變形特征。

ALMEN試片噴丸后的位移變化

       下圖為通用機械噴丸插件，可以根據覆蓋率輸入彈丸參數：彈丸個數、彈丸大小，彈丸本插件采用的是可變形體，需要材料參數，噴丸角度以90度最佳，小角度噴丸在相同噴丸強度下容易出現損傷；靶材參數：靶材大小與靶材的材料參數。其次還有分析步時間以及網格大小，分析步時間其實可以通過噴丸速度與最高彈丸位置點計算，本插件仍然可以優化，彈丸采用解析剛體減少計算量。

機械噴丸插件

      下面是一些插件的案例。