TC4鈦合金葉片型面噴丸數(shù)值模擬與軌跡優(yōu)化試驗(yàn)

孫海波

(長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130000)

TC4鈦合金材料具有較高的比強(qiáng)度、耐腐蝕性以及熱穩(wěn)定性,被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療化工等領(lǐng)域[1]。但是當(dāng)TC4鈦合金材料用于飛機(jī)壓氣機(jī)葉片時(shí),其表面容易萌生疲勞裂紋,存在嚴(yán)重的安全隱患。為實(shí)現(xiàn)對(duì)TC4鈦合金壓氣機(jī)葉片表面的噴丸強(qiáng)化,可以利用大量彈丸高速?zèng)_擊鈦合金表面使其發(fā)生塑性變形,這樣能夠大大提高葉片強(qiáng)度-這是減少其疲勞裂紋的有效途徑,對(duì)于延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命具有重要意義[2]。

對(duì)于噴丸強(qiáng)化問題的研究,高玉魁等[3]分析了噴丸強(qiáng)化對(duì)TC4鈦合金組織結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,噴丸強(qiáng)化后位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)和組態(tài)的變化使TC4鈦合金表層的組織和亞結(jié)構(gòu)細(xì)化,而且可以在表層強(qiáng)變形區(qū)形成孿晶,從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的加工硬化效應(yīng)。謝樂春[4]對(duì)TC4鈦合金及鈦基復(fù)合材料噴丸強(qiáng)化和XRD表征,得到了改變噴丸強(qiáng)度,殘余壓應(yīng)力層深隨噴丸強(qiáng)度的提高而增加。預(yù)應(yīng)力噴丸能顯著增加殘余壓應(yīng)力,加載預(yù)應(yīng)力越大,表層殘余壓應(yīng)力增加越明顯。張秀梅[5]對(duì)重型燃機(jī)TC4壓氣機(jī)葉片噴丸及其疲勞性能進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)陶瓷丸產(chǎn)生的表面殘余應(yīng)力隨噴丸強(qiáng)度變化平緩、易于工藝控制,同時(shí)殘余應(yīng)力分布也優(yōu)于鑄鋼丸。胡凱征[6]研究基于溫度場(chǎng)的噴丸成形數(shù)值模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化,使用ABAQUS有限元分析軟件建立有限元模型,其中溫度場(chǎng)可以反復(fù)施加,以模擬任何真實(shí)的噴丸強(qiáng)度,從而把一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)沖撞過程近似地轉(zhuǎn)化為一個(gè)靜態(tài)加載過程。……