機械噴丸的案例
ABAQUS機械噴丸 ￥399
機械噴丸：
利用彈丸高速沖擊到靶材，使其表面產生塑性變形產生殘余應力以及加工硬化從而提高材料的強度和疲勞強度。
影響噴丸強度的工藝參數主要有：彈丸直徑、彈流速度、彈丸流量、噴丸時間等。彈丸直徑越大，速度越快，彈丸與工件碰撞的動量越大，噴丸的強度就越大。噴丸形成的殘余壓應力可以達到零件材料抗拉強度的60％，殘余壓應力層的深度通常可達0.25mm，最大極限值為１mm左右。噴丸強度需要一定的噴丸時間來保證，經過一定時間，噴丸強度達到飽和后，再延長噴丸時間，強度不再明顯增加。在噴丸強度的阿爾門試驗中，噴丸強度的表征為試片變形的拱高。
隨機噴丸
ABAQUS支持的四種粒子生成的概率密度函數
正態分布 對數正態分布 均勻分布 分段線性分布
深度方向殘余應力圖
機械噴丸包括：單彈丸、多彈丸和隨機彈丸
文件中多彈丸的建模采用陣列彈丸建模，隨機彈丸的建模參考：
基于ABAQUS的python不同噴丸角度的隨機彈丸噴丸插件_Python腳本 abaqus模擬噴丸-技術鄰 (jishulink.com)
上述移動式機械噴丸模擬只作為參考，只作為演示，具體理論精確控制參考：
ABAQUS粒子生成器如何控制粒子的生成個數_abaqus dem模擬 ABAQUS-技術鄰 (jishulink.com)
粒子透明下塑性應變動畫
上述動畫參考付費文件的隨機噴丸的第二個speed70.inp文件以及inp修改的最新txt文件以及最為準確的解釋
展開 基于ABAQUS的python不同噴丸角度的隨機彈丸噴丸插件
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。
展開 Abaqus 淺談粒子生成器的一些問題 ￥100
一、Abaqus粒子生成器的作用
Abaqus粒子生成器可以模擬生成大量的粒子顆粒，比如：機械噴丸，沙漏等。對于機械噴丸來講，以往文獻和科研論文更多的是模擬1個顆粒沖擊工件，然而，這并不符合現實，現實中，機械噴丸是通過噴丸機實現的，其可采用多個噴槍設計，噴槍設置位置不同，噴砂上下擺動，噴槍360度可調，保證產品表面均勻噴砂，無死角。
隨著Abaqus不斷的升級和完善，Abaqus 2016版開始支持粒子生成器，可以生成離散粒子單元（單元類型為PD3D）。
二、Abaqus粒子生成器的使用方法
目前，Abaqus只能通過編輯inp文件來實現粒子：
1. 先使用CAE文件編輯模型，包括一個面，工件和一個密封殼體（密封殼體是為了約束粒子顆粒，顆粒只能在殼體內），還有2個振幅，然后，建立job，Write Input生成inp文件；
注意：生成粒子的面需定義密度：
*Surface Section, elset=Set-1, density=2.5e-08
另外，該面的網格密度不能太小，否則出不來粒子，參考網格尺寸和粒子直徑近似。
2. 編輯inp文件
1) 在inp的part模塊，添加以下文字
下面文字需定義在面part里面，用于定義粒子生成器的名稱、粒子數目、粒子集。
展開 基于ABAQUS單點顯式VDLOAD/隱式DLOAD激光沖擊加載(圓形光斑和方形光斑) ￥50
激光沖擊強化是一種相對而言較新的機械表面處理方式。就目標而言它與機械噴丸強化類似：在材料的表面和近表面引入有益的殘余壓應力。激光沖擊強化使用高功率激光脈沖將表面電離成高壓等離子體，在一個透明的慣性約束介質中（通常是水）進行操作。可以使用一種類似黑色鋁箔膠帶的犧牲性涂層作為熱保護覆蓋層來保護靶材表面的完整性。與機械噴丸相比，使用激光沖擊的制造優勢是可控的準確性和精度，有害表面改性的減少和疲勞壽命的提高。隨著有限元技術的逐漸發展，激光沖擊殘余應力的演變得以可視化研究。傳統的建模方式通過GUI方式切分出特定形狀和大小的光斑面，然后在此光斑面施加隨時間（幅值曲線）和空間（解析場）變化的載荷，效率低，不適合多光斑的研究。ABAQUS軟件可以通過顯式VDLOAD或隱式DLOAD子程序二次開發進行單點/多點激光沖擊模擬，效率高。不同之處在于隱式相對計算時間長但是可以在第一步沖擊后直接在第二步進行回彈分析，無需進行數據傳遞來計算回彈過程。
本帖基于ABAQUS的VDLOAD/DLOAD子程序對比顯式/隱式算法下不同光斑形狀的應力和塑性應變。首先進行模型構建。
材料采用Ti-6Al-4V鈦合金，有限單元區賦予彈塑性參數，無限單元賦予彈性參數。具體參數如下：
密度：4.5e-9；彈性：1.2e5,0.34；塑性：A:1098 B:1092 C:0.014 n:0.93 參考應變率：1
裝配：全局坐標原點與有限單元頂點重合。
展開 
噴丸強化與激光噴丸
需要激光噴丸和機械噴丸仿真教程文件資料的，可以私聊，可指導仿真調試
Abaqus無限單元的建立方法
實例講解-鋼丸撞擊金屬板
機械噴丸的模擬，其中設置金屬板邊界部分為無限單元。
（1）建立有限元模型，將金屬板的邊界partition切割，全部設置為C3D8R單元類型，修改邊界部分為C3D8I（邊界部分的單元類型和其他部分不一樣，方便下步統一更改為無限單元），如圖，建立job-write input 生成inp文件。
（2）修改inp文件的單元屬性及編號
inp文件以記事本的方式打開，將Element, type（單元類型）C3D8I修改為CIN3D8（無限單元），
下一步修改無限單元節點編號的排列順序，在inp的data lines中第一列是單元編號，后面的是節點編號，如圖7。在本文中，無限單元的方向是從金屬板的中心向外。View-Assembly Display Option-Mesh-show nodelabels（顯示節點編號），show element labels（顯示單元編號），在mesh模塊中可以看到各個單元的編號和節點的編號，任意找一個單元查看。
在網格顯示中，1號單元的節點編號順序如下圖所示，在此，無限單元的方向是從原點向外，如圖5和6。以1號單元為例，inp中的編號排列是 1,110, 143, 168, 109, 1, 9, 58, 4；所以需要進行修改，將58,168,109,4（逆時針排列）四個節點編號放在后面，而且58與9在一條直線上，改為 1,9,143,110,1,58,168,109,4。
展開 一招搞定金屬材料表面完整性！再也不用擔心零件疲勞失效了
彈丸流量直接影響到彈丸動能和100％覆蓋率時間，在一定噴丸氣壓下，彈丸流量大則噴丸飽和時間短，噴丸強度下降，進而影響殘余壓應力的大小及分布。彈丸直徑越大，噴丸強化越容易產生更深的殘余壓應力層。同濟大學高玉魁等研究了噴丸強度、噴丸時間、入射角度、彈丸種類等干噴丸強化參數對A-100 鋼殘余應力場分布的影響規律。
噴丸強化工藝類型也顯著影響最大殘余壓應力值和殘余壓應力層深度。以TC4 鈦合金為例，通常傳統機械噴丸最大殘余壓應力值約800MPa，壓應力層深度約0.25mm ；濕式噴丸最大殘余壓應力值和干式接近，但壓應力層深度較淺約為0.15mm ；激光噴丸最大殘余壓應力值約400MPa，壓應力層深度通常1mm 左右；高壓空化水射流噴丸強化殘余壓應力值達到1000MPa，殘余壓應力層深度約0.1mm。超聲噴丸包括彈丸式和撞針式，彈丸式形成的殘余壓應力分布特征和傳統機械噴丸接近，撞針式可能形成更大的殘余壓應力值和殘余壓應力層深度。
顯微組織結構
噴丸強化變形層是提高工程材料抗疲勞性能的另一個主要強化機制。在噴丸強化過程中，材料表層組織發生塑性變形，其顯微組織結構中的晶粒尺寸、物相結構、位錯密度和晶面取向等發生變化，構成變形組織強化層。變形強化層的組織呈梯度分布，由表面到內部基體，以雙相鈦合金TC17 為例，典型的組織分布為表面層的納米晶層、亞表面的細晶層、內部變形晶層和無應變的晶?；?體，如圖2 所示。
金屬材料組織的細化程度與噴丸強化過程中材料表面的應變和應變速率有關，噴丸強化層發生不均勻塑性變形，受噴材料表面應變和應變速率最大，沿著深度方向應變和應變速率逐漸降低，所以強化層組織呈梯度分布特征。變形強化層的組織細化作用對疲勞加載過程中材料晶體的應變起到阻礙作用，從而能夠提高材料的抗疲勞性能。
展開 聚焦印度 未來幾年激光器將大有作為
該領域將帶來切割、焊接、熔覆、微機械加工和噴丸強化應用等激光系統需求，而醫療、包裝和其他領域也有相應的激光應用需求。
高功率激光器市場(>2-3kW)也將實現增長，它們主要用于切割、焊接、熔覆和熱處理。高功率激光焊接將隨著汽車和其他領域的擴張而增長，而常用于模具修復和電池焊接等不同領域的低功率脈沖YAG/光纖激光焊接系統將隨著制造業的回升而不斷增長。
表面處理(熔覆和熱處理)市場是一個由Laserline主導的穩定市場。該市場并沒有如預期那般增長，因為等離子轉移弧堆焊(PTA)等傳統涂層方法對于大多數應用來說是更低價的成熟技術。如果該市場想要繼續增長，那么這些公司就需要通過特定的應用來向最終用戶證明并展示其優勢，因為這些用戶需要了解激光器，并從長遠看如何通過比PTA更低的成本受益。
未來幾年的另一個驅動因素是增材制造、3D打印和混合制造，它們將充分利用激光器展開所有工業領域的生產，包括汽車、航空航天、醫療、珠寶和模具行業。
激光器在科研領域的增長將保持穩定，因為新的印度理工學院、納米中心和卓越中心正在建立，而且納米、太陽能、生物光電等新技術得到了政府的資金支持。同時還有由私人合伙公司為整個項目成本提供部分資金，以便進行以結果為導向的研究。
OLED顯示器、微電子和半導體領域正在全球范圍內推動著激光器的銷售。這些產品尚未在印度出現。人們常說，“年輕人是未來的希望”，而印度60% 以上的人口年齡在35歲以下，所以未來是屬于印度的。雖然這一增長面臨著一系列挑戰，例如：缺乏專業人員和應用專家以及安全問題。但我們要相信，隨著時間的推移，這些問題都可以得到解決。
展開 【專業知識】噴砂、噴丸、拋丸，繞口令一樣的工藝，你知道多少？
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服務于制造業百萬工程師
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很多人可能在做機械設計的時候，面對這三種工藝可能比較懵，技術要求到底該寫什么？今天來聊一聊這三個繞口令一樣的工藝，噴丸、噴砂、拋丸。
1.噴丸
噴丸是以金屬彈丸，利用壓縮空氣或機械離心力為動力和摩擦力來除去金屬銹蝕的方法。彈丸直徑在0.2-2.5mm之間，壓縮空氣壓力為0.2-0.6Mpa，噴流與表面角度為30度-90度左右。不太直觀，沒關系，看動圖，一睹真容！
其實，從名字里也能看出來，丸，丸，那不就跟小彈珠一樣，這里專業名字叫‘彈丸’。在應用時，彈丸按照材質又分為鑄鋼丸、鑄鐵丸、玻璃丸、陶瓷丸。
鑄鐵丸。
玻璃丸
噴丸的設備主要有兩種：
（1）機械離心式噴丸機，適用于要求噴丸強度高、品種少、批量大、形狀簡單、尺寸較大的零件。
（2）氣動式噴丸機(壓縮空氣式),適用于要求噴丸強度適中、形狀復雜、尺寸較小的零件。
噴丸是用來清除厚度不小于2mm的或不要求保持準確尺寸及輪廓的中型、大型金屬制品以及鑄鍛件上的氧化皮、鐵銹、型砂及舊漆膜。是表面涂(鍍)覆前的一種清理方法。
展開 噴丸除銹及噴丸設備介紹
噴丸處理是利用高速噴射出的砂丸和鐵丸，對工件表面進行撞擊，以提高零件的部分力學性能和改變表面狀態的工藝方法。噴丸可用于提高零件機械強度以及耐磨性、抗疲勞和耐蝕性等，還可用于表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、焊件的殘余應力等。
主要分類
噴丸又分為噴丸和噴砂
。用噴丸進行表面處理，打擊力大，清理效果明顯。但噴丸對薄板工件的處理，容易使工件變形，且鋼丸打擊到工件表面（無論拋丸或噴丸）使金屬基材產生變形，由于Fe3O4和Fe2O3沒有塑性，破碎后剝離，而油膜與基材一同變形，所以對帶有油污的工件，拋丸、噴丸無法徹底清除油污。在現有的工件表面處理方法中，清理效果最佳的還數噴砂清理。
噴砂
適用于工件表面要求較高的清理。但是我國目前通用噴砂設備中多由鉸龍、刮板、斗式提升機等原始笨重輸砂機械組成。用戶需要施建一個深地坑及做防水層來裝置機械，建設費用高，維修工作量及維修費用極大，噴砂過程中產生大量的矽塵無法清除，嚴重影響操作工人的健康并污染環境。
噴丸強化分為一般噴丸和應力噴丸。一般處理時，鋼板在自由狀態下，用高速鋼丸打擊鋼板的里面，使其表面產生預壓應力。以減少工作中鋼板表面的拉應力，增加使用壽命。
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