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TC4钛合金叶片数控喷丸强化残余应力预测研究

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轻金属 2022年第10期 52-58页

作者：杨阳吉林电子信息职业技术学院机械工程学院吉林吉林132000

针对TC4钛合金叶片叶根喷丸强化中残余应力难以预测的问题,对其喷丸过程进行模拟和试验研究。首先在固定条件下建立了喷丸压力和喷丸强度的对应关系,并通过多弹丸的喷丸模拟和试验建立了弹丸初始速度、喷丸强度以及残余应力之间的对应... 详细信息

针对TC4钛合金叶片叶根喷丸强化中残余应力难以预测的问题,对其喷丸过程进行模拟和试验研究。首先在固定条件下建立了喷丸压力和喷丸强度的对应关系,并通过多弹丸的喷丸模拟和试验建立了弹丸初始速度、喷丸强度以及残余应力之间的对应关系。然后利用分析结果预测不同喷丸压力下的喷丸强度,以及不同喷丸强度下的残余应力水平。结果显示:喷丸压力在0.26 MPa下的喷丸强度预测值为0.269 mmA,实测值为0.266 mmA,相对误差仅1.12%;而在相同喷丸强度和初始速度条件下,叶根残余应力检测结果与多弹丸模拟结果基本一致,从而验证了利用多弹丸喷丸模拟预测残余应力的准确性。研究结果验证了所建立的喷丸参数指标之间对应关系的正确性,该方法能够有效实现TC4钛合金叶片残余应力的分析预测,可为喷丸工艺参数设计和优化提供参考。

关键词：喷丸强度喷丸压力弹丸速度残余应力数值模拟

喷丸工艺对TC4钛合金梯度纳米晶结构的作用规律

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表面技术 2020年第5期49卷 214-221页

作者：陈涵悦付天琳高岩华南理工大学材料科学与工程学院广州510641

目的通过改变喷丸的压力或时间,在钛合金表面制备出剧烈塑性变形(SPD)层较厚、硬度较高的梯度纳米晶结构。方法改变喷丸压力(0.3~0.6 MPa)或喷丸时间(15~60 min),调控TC4钛合金表面梯度纳米晶结构的变形层厚度和纳米晶晶粒尺寸。利用金... 详细信息

目的通过改变喷丸的压力或时间,在钛合金表面制备出剧烈塑性变形(SPD)层较厚、硬度较高的梯度纳米晶结构。方法改变喷丸压力(0.3~0.6 MPa)或喷丸时间(15~60 min),调控TC4钛合金表面梯度纳米晶结构的变形层厚度和纳米晶晶粒尺寸。利用金相显微镜观察塑性变形层截面的组织形貌,通过X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)确定喷丸表面纳米晶的晶粒尺寸,通过显微硬度计对塑性变形层的截面硬度进行研究。结果一定喷丸压力(0.6MPa)下,SPD层和总变形层厚度分别在喷丸25、30 min时达到饱和值78μm和143μm。一定喷丸时间(25 min)下,SPD层和总变形层的厚度随喷丸压力的增加而增厚,在0.4 MPa时达到饱和,分别为78μm和120μm。当SPD层厚度进入饱和阶段后,表层晶粒大小和硬度强化程度都趋于稳定;在0.6 MPa下,当表面α相细化至稳定阶段时,晶粒尺寸为30~90 nm,表面硬度提高约30%。结论喷丸SPD层及总变形层的厚度随喷丸时间的延长或喷丸压力的增大而增厚,当SPD层厚度趋于饱和后,表面晶粒尺寸和硬度强化程度都已饱和。

关键词： TC4钛合金梯度纳米结构喷丸工艺喷丸压力喷丸时间

喷丸工艺对DC53钢表面完整性的影响试验研究

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郑州大学学报（工学版） 2021年第3期42卷 76-80页

作者：张银霞杨鑫原少帅于鑫刘治华郑州大学抗疲劳制造技术河南省工程实验室河南郑州450001

为了探究喷丸角度、喷丸压力等喷丸工艺参数对DC53钢表面完整性的影响,通过试验研究了不同喷丸角度、喷丸压力对DC53钢表层残余应力场分布及硬度场分布的影响规律,同时分析了喷丸后的表面形貌及喷丸工艺参数对表面粗糙度的影响。结果表... 详细信息

为了探究喷丸角度、喷丸压力等喷丸工艺参数对DC53钢表面完整性的影响,通过试验研究了不同喷丸角度、喷丸压力对DC53钢表层残余应力场分布及硬度场分布的影响规律,同时分析了喷丸后的表面形貌及喷丸工艺参数对表面粗糙度的影响。结果表明:喷丸后DC53钢引入了一定深度的残余压应力层,残余压应力随深度的增加呈现“U”型分布,当喷丸压力为0.5 MPa,喷丸角度为90°时,最大残余压应力趋于稳定在约1075 MPa,残余压应力层深度大约为410μm;喷丸后DC53钢的表层硬度值及硬化层深度均有明显增大,当喷丸角度为90°,喷丸压力为0.55 MPa时,表面硬度可由58.3 HRC提高至62.4 HRC,并形成了约330μm厚的硬化层;喷丸后表面形貌发生明显变化,相较于原始试样,随着喷丸角度与喷丸压力的增大,表面粗糙度值先减小再增大。研究结果可为DC53钢喷丸工艺参数的合理选择提供参考依据。

关键词：喷丸压力喷丸角度残余应力硬度粗糙度

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前混合水射流临界喷丸压力的研究

煤炭学报 2008年第4期33卷 462-466页

作者：董星王瑞红段雄中国矿业大学机电工程学院黑龙江科技学院计算机与信息工程学院黑龙江哈尔滨150027

运用动量定理和Hertz弹性接触理论建立了射流弹丸冲击作用靶面上的压力分布模型;应用弹性力学的空间轴对称问题解答,分析给出了载荷作用下靶体对称轴上的应力分布;根据M ises屈服条件,提出了计算临界喷丸速度公式;以出口带圆柱段的圆锥... 详细信息

运用动量定理和Hertz弹性接触理论建立了射流弹丸冲击作用靶面上的压力分布模型;应用弹性力学的空间轴对称问题解答,分析给出了载荷作用下靶体对称轴上的应力分布;根据M ises屈服条件,提出了计算临界喷丸速度公式;以出口带圆柱段的圆锥收敛型喷嘴为例,应用Fluent软件和Matlab软件,分析建立了喷嘴出口轴线上弹丸速度与喷丸压力的关系式.选用45钢为靶体材料,在给定的喷丸条件下计算了45钢临界喷丸压力值;采用前混合水射流对45钢作临界喷丸压力试验,并用X射线应力分析仪测定试样表面的残余应力.结果表明,临界喷丸压力的理论计算值和试验数据近似吻合.

关键词：水射流喷丸压力喷丸速度残余应力