王成，李开发，胡兴远，王龙

（安徽理工大学 机械工程学院，安徽 淮南 232001）

疲劳断裂是金属零部件的主要失效形式之一，而疲劳裂纹往往起源于材料表面，为了延长金属零部件的服役寿命，各种表面强化技术应运而生。喷丸强化是一种传统但十分高效的表面强化技术，利用高速运动（20～150 m/s）的弹丸流冲击金属材料表面，使材料表层发生弹塑性变形，弹性变形的回弹挤压塑性区域形成有益的残余压应力场。残余压应力能够抵消外载荷的部分拉应力，提高表面疲劳抗力和降低疲劳裂纹扩展速率，进而有效改善材料的疲劳性能。因此，喷丸强化广泛应用于航空航天、车辆船舶、石油化工以及过程机械等工业领域[1-2]。

为了优化喷丸工艺参数，提高喷丸强化效果，大量的研究人员通过数值模拟喷丸强化过程，分析喷丸参数对喷丸强化残余压应力场的影响。对于传统的喷丸强化数值模拟方法，王永军等人[3]对比分析了单弹丸模型、均布式阵列弹丸模型和随机弹丸模型的残余应力分布规律，研究了弹丸速度、弹丸直径及弹丸数量等因素对铝锂合金喷丸残余应力场的影响规律。王延忠等人[4]建立了弹丸空间位置随机分布、弹丸数量由覆盖率决定的多弹丸有限元模型，研究不同喷丸参数对TC4 钛合金材料表面残余应力和表面粗糙度的影响规律。Hu 等人[5]创建一个三维随机代表体积（RV）有限元模型，研究了模型尺寸、模型形状以及喷丸产生的热软化效应，对喷丸残余应力场、喷丸强度和喷丸覆盖率的影响。……