基于DEM-FEM耦合的喷丸强化响应面模型构建及工艺参数影响分析
张洪伟1
闫锡超2
高师1
陈涛1
1.北京石油化工学院 机械工程学院,北京 1026172.北京石油化工学院 机械工程学院,北京 102617;齐鲁理工学院 智能制造与控制工程学院,济南 250200
摘要：为了模拟喷丸强化过程,实现喷丸强化效果快速预测,基于Abaqus软件采用离散元法-有限元法(Discrete Element Method-Finite Element Method,DEM-FEM)耦合建立随机多丸粒喷丸强化模型,并以TC4钛合金为研究对象,通过喷丸强化试验来验证耦合模型的准确性.采用Box-Behnken设计(Box-Behnken Design,BBD)法,针对弹丸大小、喷丸速度和喷丸覆盖率3个工艺参数设计了三因素三水平的喷丸仿真试验方案,采用仿真分析获得表面残余应力值及表面粗糙度值,并通过Design-Expert软件进行数值拟合,最终得到喷丸工艺参数与表面残余应力和表面粗糙度之间的函数模型,采用响应面法分析弹丸大小、喷丸速度、喷丸覆盖率三因素之间的交互作用以及对喷丸强化效果的影响规律.结果表明,响应面预测模型结果与仿真计算结果误差低于5%,所建立的响应面预测模型具有较高的近似精度和可靠性,利用此模型可实现喷丸强化效果的有效预测.
关键词：喷丸强化响应面离散元-有限元耦合Box-Behnken设计
分类号：TP391.9(计算技术、计算机技术)TG668(金属学与金属工艺)
论文发表日期：2025-03-28
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 67-74 )
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