靳晓明， 郭睿智

(黑龙江科技大学 工程训练与基础实验中心，哈尔滨150022)

0 引 言

电火花加工技术具有无宏观切屑力、加工材料适用范围广、易于加工复杂或特殊形状的零件等优势，被广泛应用于机械、航空航天、汽车等领域［1－3］。在加工过程中，脉冲时间内工具与工件电极间产生的脉冲电压击穿绝缘工作液，形成能量高度集中的放电通道，使工件表面材料熔化或汽化;脉间时间内绝缘工作液的迅速回流，将工件表面快速冷却，形成表面变质层，产生残余拉应力场，从而降低工件的疲劳强度，缩短零件使用寿命。

喷丸强化作为表面改性技术的一种，其机制之一是在受喷工件表层引入残余压应力场。因此，分析喷丸强化引入的残余压应力场对经电火花加工后工件表层的残余拉应力场的影响，了解应力场的分布规律，对改进喷丸强化工艺，增强工程应用至关重要［4－6］。由于电火花放电和喷丸强化过程中影响残余应力场的因素较多，且存在着复杂非线性关系，所以难以采用解析的方法准确建立定量关系。笔者采用数值模拟的方法，希望可以直观获得残余应力场分布状态和变化规律。

1 电火花单脉冲应力场有限元分析

考虑电火花放电过程的复杂性，在保证计算精度的前提下，对其做如下假设:

(1)工件电极的组织、成分均匀且各向同性，不考虑微观缺陷的作用;

(2)材料加工前无应力，产生应力过程中的体积应力和惯性力忽略不计;

(3)单脉冲放电过程只存在一个放电通道;