Ti2AlNb金属间化合物喷丸强化残余应力模拟分析与疲劳寿命预测

• 作者: 陈禹锡 高玉魁
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 喷丸强化 表层改性 数值模拟 残余应力 寿命预测 新型材料
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 表面强化及功能化
• 页码范围: 167-172,188
• 页数: 7页
• 分类号: TG111.8
• 字数: 4045字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.06.019

摘要

目的 研究经喷丸强化处理后Ti2AlNb材料表层残余应力的分布特征,并预测残余应力对材料疲劳性能的影响规律.方法 通过贴应变片逐层钻孔法,对使用喷丸强化处理后的Ti2AlNb试样进行残余应力测试分析,得到引入残余应力场各方面的测试数据,结合ABAQUS数值模拟方式,对比分析试验与模拟残余应力场结果,获取材料的最终残余应力梯度.利用FE-SAFE软件,通过叠加残余应力场的方式,预测喷丸强化前后试样的疲劳寿命.结果 在文中加工参数下,实验测试和软件模拟结果的重合度良好.喷丸强化可在Ti2AlNb金属间化合物靶材内引入300 MPa左右的最大残余压应力,深度达到了0.12 mm左右.材料表面塑性应变分布不均匀,且造成的塑性应变距表面深度可达0.1 mm.通过喷丸强化引入残余压应力,预测的Ti2A1Nb材料疲劳极限可提高12％,高低周疲劳寿命均有明显的延寿效果.结论 验证了有限元数值模拟此材料喷丸强化的准确性和可靠性,得到了Ti2AlNb材料喷丸强化的残余应力场.由于塑性变形诱发机制的限制,喷丸造成塑性应变分布不均匀,塑性应变层深小于残余压应力层深.此外,强化后材料的疲劳性能显著提高,疲劳极限有可观的提升,且高低周疲劳均有较好的延寿效果.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	高玉魁	同济大学航空航天与力学学院	28	201	8.0	13.0
2	陈禹锡	同济大学航空航天与力学学院	2	10	2.0	2.0