機翼緣條噴丸強化變形模擬與參數優化

張 煒，劉立彬，夏明莉，王永軍，肖旭東，何俊杰

（1.中航飛機西安飛機分公司，西安 710089；2.中國人民解放軍駐西飛公司軍事代表室，西安 710072；3.西北工業大學機電學院，西安 710072）

噴丸強化工藝廣泛應用于航空航天和汽車等領域中結構件的表面處理，在噴丸強化工藝中通過高速彈丸撞擊工件表面，在表層形成均勻的殘余壓應力，可以有效地提高工件的疲勞壽命[1-3]。

噴丸殘余壓應力可以阻止裂紋的萌生和發展，同時對于非對稱結構件，其在均勻殘余壓應力的作用下會產生一定的整體變形，需要調整不同位置的噴丸強度以減小整體變形量。飛機的機翼緣條是連接飛機機翼和中央翼的重要結構件，如圖1所示，呈非對稱結構，制造精度要求較高，噴丸強化后會產生整體彎曲變形。

噴丸變形的直接誘因是噴丸殘余應力，可以通過解析計算[4-5]、數值模擬[6-7]和試驗等方法建立噴丸參數與噴丸殘余應力之間的關系。噴丸試驗后可以利用X射線衍射等[8-9]方法測量噴丸殘余應力，結合不同噴丸參數下的殘余應力測量值可以建立噴丸參數與噴丸殘余應力之間的關系。

可以利用有限元模擬方法分析噴丸殘余應力作用下的工件變形。為便于計算，一般采用等效模擬的方法，具體有等效熱載荷法[10-11]、面內擠壓法[12]及直接應力法[13-14]。Gariépy等[13]研究了大尺寸零件的噴丸變形模擬方法，通過將彈丸撞擊模擬獲得的平均應力場引入大尺寸零件的有限元模型中模擬零件的變形。

本……