[发明专利]一种综合考虑喷丸强化效果的疲劳寿命预测方法

摘要

本发明涉及一种综合考虑喷丸强化效果的疲劳寿命预测方法，步骤为：(1)获取材料表面喷丸强化之后的残余应力、表面粗糙度的分布情况。可通过开展相应试验件的喷丸强化试验或者进行喷丸强化工艺的有限元仿真进行；(2)通过X射线衍射方法获取材料喷丸前后衍射线半高宽(FWHM)的变化；(3)将所得的残余应力、表面粗糙度、表层微观组织等因素考虑进Sines寿命准则方程中，增加相应的参数项，获得考虑残余应力、表面粗糙度、表层微观组织影响的修正的Sines寿命准则方程；(4)根据未强化的光滑试样在不同应力比下疲劳寿命曲线数据拟合获得Sines寿命准则中的材料参数；(5)利用得到的修正的Sines寿命准则对试验件寿命进行预测，预测结果与试验结果对比验证预测方法的有效性。

主权项

1.一种综合考虑喷丸强化效果的疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)针对欲进行喷丸强化寿命预测的材料结构，获取强化表面喷丸强化之后的残余应力、表面粗糙度的数值；所述残余应力、表面粗糙度的数值通过开展相应材料结构的喷丸强化试验获取或者进行喷丸强化工艺的有限元仿真进行；所述试验获取是通过对材料表面进行X射线衍射测量材料表面的残余应力，利用粗糙度测量仪器完成粗糙度测量；所述有限元仿真是指通过ABAQUS软件，建立喷丸冲击强化的代表性体积单元模型，根据试验参数进行数值模拟，获取喷丸强化之后残余应力与表面粗糙度的数值；(2)通过X射线衍射方法获取材料喷丸前后衍射线半高宽(FWHM)的变化；所述衍射线半高宽(FWHM)是由材料表层微观组织决定的，在一定程度上反映微观残余应力表层微观组织变化；(3)将残余应力、表面粗糙度与表层微观组织变化考虑到Sines寿命准则中，添加反应残余应力、表面粗糙度与表层微观组织的参数项，获得修正的Sines寿命准则，该准则中考虑了喷丸强化引起的残余应力、表面粗糙度、表层微观组织的变化；(4)对步骤(3)获得修正的Sines寿命准则中的未知参数，根据试验数据拟合获得Sines寿命准则中的材料参数，所述试验数据是指未强化的光滑试样在不同应力比下疲劳寿命曲线，所述材料参数是指Sines寿命准则中与材料有关不随外界条件变化而变化的未知参数；(5)利用得到的修正的Sines寿命准则对喷丸强化后的材料结构寿命进行预测，预测结果与试验结果对比验证预测方法的有效性；所述修正的Sines寿命准则是指考虑了残余应力、表面粗糙度与表层微观组织变化的Sines寿命准则。