[00930500]喷丸件残余应力场研究及喷丸工艺优化

该项目属材料科学与工程领域。该研究了不同喷丸工艺对高强度钢试样喷丸后残余应力场的影响，并采用有限元法对喷丸后产生的残余应力场进行了数值模拟。在此基础上，分别通过研究疲劳源衍生细观效应、金属材料表面与内部疲劳极限及其相互关系、光滑件经喷丸强化后的表象疲劳极限、金属疲劳极限与其静拉伸性能的相关性、缺口件表象疲劳极限的定量化分析和表面强化缺口件的表象疲劳极限等方面，研究了喷丸工艺的优化。该项目针对喷丸强化定量化理论及喷丸效果数值模拟研究中还存在的问题而提出的。通过本项研究，并综合前人进行的喷丸件疲劳极限预测的研究成果，可形成完整的喷丸强化定量化理论，以指导喷丸件疲劳强度设计和喷丸工艺优化的实践；具有理论联系实际的特色。在该项工作中，提出根据喷丸丸坑的平均直径确定喷丸压力的当量值，并通过单球及多球模型，进行有限元计算的方案，来计算卸载后的残余应力场，克服了无从下手的难题。关于喷丸件耐久寿命，其研究难度较大，还未见全面系统的研究报道，该项目对此提出了综合分析的方案，切实可行，可望形成可靠的定量化理论。整个工作形成的基础理论及提出的一些新概念，在国内外文献中未见报道，带有原创性，在实用方面，可改进零件的疲劳设计，实现喷丸工艺的合理应用，保证零件的安全使用，可带来巨大的经济效益和社会效益。该项目涉及的河北自然科学基金(喷丸强化工艺基础理论研究)由河北省科技厅组织鉴定，由装甲兵学院徐滨士院士为鉴定委员会主任、中科院力学所白以龙院士、上海交通大学潘健生院士等鉴定委员组成的鉴定委员会对此项目给予了高度评价，认为该成果达到了国际先进水平。该项目涉及的人事部留学基金(喷丸件残余应力场及耐久寿命的研究与数值模拟)由河北省科技成果转化中心组织鉴定，由大连理工大学张立文教授等专家组成的鉴定委员会对此项目给予了高度评价，认为本成果达到了国际先进水平。该项目已经在国内外著名学术刊物发表学术论文40篇，其中被SCI收录8篇、EI收录21篇。该项目在秦皇岛北方管业有限公司、秦皇岛盛迪科技发展有限公司、北京克美谐波齿轮有限责任公司和中航飞机起落架有限责任公司等单位使用，可使零部件的使用寿命提高2-3倍，取得了一定的经济效益，随着该项目的不断成熟和推广，该项目将会得到越来越广泛的应用。