喷丸改善Q235B 焊接接头残余应力场的数值模拟
2021-10-16邢家麒吴跟上赵树森贺占蜀李延民邵景干余桧鑫
邢家麒,吴跟上,赵树森,贺占蜀,李延民,邵景干,余桧鑫
(1.郑州大学 机械与动力工程学院 抗疲劳制造技术河南省工程试验室,郑州 450001;2.河南交通职业技术学院 公路学院,郑州 450005)
Q235B 因具有良好的可焊性,广泛用于建筑、桥梁工程上质量要求较高的焊接结构件。但Q235B 焊接接头因存在焊接残余拉应力而极易发生应力腐蚀开裂,进而降低焊接结构件的机械强度、疲劳寿命等综合性能,因此有必要通过某种表层强化技术改善焊接接头的残余应力。喷丸[1-3]作为一种常用的表层改性技术,能够冲击靶材使其表层产生塑性变形,从而将焊接接头表层残余拉应力转变为压应力,进而提高工件机械强度和疲劳寿命[4-6],因此引起国内外学者的广泛关注与深入研究。
Hong 等[7]通过DEM 和FEM 法研究喷丸过程中弹丸间的碰撞。结果表明,该方法能够更好地仿真不同喷丸参数对靶材残余应力场的影响。Bhuvaraghan等[8]通过DEM-FEM 耦合法研究喷丸在Inconel718 靶材引入残余应力。结果表明,DEM-FEM 耦合法与FEM 法仿真的残余应力分布相吻合。Murugaratnam等[9]通过DEM-FEM 耦合法研究弹丸入射角、弹丸速度和弹丸质量流量对靶材残余应力场的影响。结果表明,弹丸入射角为70°时,靶材残余压应力层深度最大,相比弹丸质量流量,弹丸速度对靶材残余应力场的影响更大,增大弹丸速度,残余压应力层深度更大。Chen 等[10]基于ABAQUS 研究弹丸速度对高锰钢靶材残余应力场和表面粗糙度的影响,通过XRD 法测定高锰钢在喷丸处理后的残余应力。结果表明,残余应力仿真结果与试验结果吻合,随着弹丸速度的增加,靶材最大残余压应力和压应力层深度增大,表面粗糙度增大。……
