来源：期刊VIP网 时间：
作者：范俊锴;刘帅;赵武;
单位：河南理工大学机械与动力工程学院;
摘要：目的 为了解决喷丸导致的金属表面粗糙度提升问题，方法 提出在金属表面铺设薄层橡胶层，通过薄橡胶层的变形均匀化丸粒的冲击压力，进而抑制丸粒冲击所造成的粗糙度急剧增加的新工艺。为验证新工艺的可行性并揭示其机理，采用有限元软件Abaqus分别建立传统喷丸、黏结橡胶层喷丸和自由铺设橡胶层喷丸的仿真模型；设定丸粒为半径0.5 mm的球形刚体，丸粒初始速度为50 m/s；工件材料为Q235，采用Johnson-Cook本构模型；薄层橡胶采用双参数Mooney-Rivlin本构模型；仿真模型中不同部件之间的摩擦系数均设定为0.2；所有模型均采用显式求解方法。结果 在传统喷丸、黏结薄橡胶层喷丸和自由铺设橡胶喷丸条件下，工件表面丸粒冲击点的残余压应力分别为96,343,252 MPa，工件表层最大残余压应力分别为391,426,373 MPa，工件表面的残余压应力得到显著提升；3种喷丸工艺下冲击压痕分别为56.2,26.1,35.4μm，表面薄层橡胶有效降低了工件表面粗糙度；工件表层残余应力的分布形式与橡胶层的厚度密切相关，当橡胶厚度分别为0.05,0.20 mm时，所得到的最大残余压应力分别为329,373 MPa，距离工件表面分别为256,141μm。结论 在机理上，橡胶的大变形特征增大了丸粒的冲击作用面积，延长了冲击作用时间，是薄橡胶层能够改善喷丸质量的根本原因。
关键词：喷丸;;薄橡胶;;粗糙度;;残余压应力;;有限元方法
基金资助：国家自然科学基金资助项目（51405136）;; 河南省科技攻关项目（212102210004）;; 河南理工大学青年骨干教师资助计划项目（2020XQG-01）;河南理工大学机械工程重点学科资助项目
