凹坑形貌对喷丸应力场的影响

为消除残余应力及材料硬化等因素对弹丸撞击响应的影响,结合有限元模拟与试验分析,以2024-T351航空铝合金为研究对象,采用铣削制造了初始凹坑,又利用压头冲击进行了喷丸加工,研究了初始凹坑形貌对后续喷丸加工效果的影响规律。结果表明,凹坑原位单弹丸撞击后,凹坑变深,其深度变化随初始凹坑尺寸的增加而逐渐变小,凹坑中心位置残余应力随初始凹坑尺寸的增大而逐渐变大,并趋于稳定值。单个凹坑(凹坑投影半径r0)相邻位置单弹丸撞击时,撞击表面位移及残余应力与偏移量s(撞击位置到凹坑中心的距离)密切相关,当s=r0时,表面位移较大,但残余应力较小;当sr0时,随着偏移距离增大,距离较小时,表面位移小幅度减小,残余应力小幅度增大,距离较大时,变化都很小,基本可以认为保持不变;当撞击位置远离初始凹坑时,凹坑对弹丸撞击响应的影响逐渐减弱。两个凹坑相邻位置单弹丸撞击后,弹丸撞击响应主要受到近处(s≤r0)凹坑的影响,较远距离(s>r0)的凹坑则对弹丸撞击响应影响较小。