[发明专利]一种基于材料真实状态的喷丸强化表面完整性参数预测方法

权利要求书

1.一种基于材料真实状态的喷丸强化表面完整性参数预测方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、根据材料实测的表面粗糙度数据点进行三维表面重构；

步骤2、依据硬度与屈服强度转化公式，将实测的硬度梯度转化为屈服强度梯度，利用Python编程语言和所得的材料局部屈服强度，为喷丸添加材料属性；

步骤3、依据X射线进行残余应力检测，将初始残余应力进行添加；

步骤4、根据喷丸过程中弹丸撞击靶体的过程，利用赫兹接触理论计算单个弹丸撞击后的弹坑半径；

步骤5、依据全覆盖率计算公式计算不同弹丸直径、弹丸流量等情况下达到全覆盖率所需要的弹丸数目；

步骤6、用步骤5计算的弹丸数目和步骤1重构的材料真实状态的材料属性，使用ABAQUS软件计算喷丸强化表面完整性参数。

2.根据权利要求1所述的喷丸强化表面完整性参数预测方法，其特征是，在步骤1中，所述三维表面重构的过程是：根据表面形貌实际测量仪器测量的表面数据，导入到Matlab软件中进行坐标变化，然后利用三维绘图软件Creo进行三维表面重构，再导入到ABAQUS软件中获得有限元模型。

3.根据权利要求2所述的喷丸强化表面完整性参数预测方法，其特征是：在步骤2中，所述硬度与屈服强度转化公式为：

σ_YS(y)＝-90.7+2.876HV(y)

式中，y代表沿齿面向下的深度，σ_YS(y)为材料局部屈服强度，HV(y)为沿深度y分布的维氏硬度值。

4.根据权利要求1、2或3所述的喷丸强化表面完整性参数预测方法，其特征是：在步骤4中，等效弹性模量为：

式中，为等效弹性模量，E_s，E_t为弹丸和靶体的弹性模量，v_s，v_t为弹丸和靶体的泊松比；

弹丸的喷射速度和喷射压力、弹丸流量、弹丸直径之间的关系式为：

式中，V是弹丸的喷射速度，p是喷丸机的喷射空气压力，m是弹丸流量，D是弹丸直径；

单个弹丸撞击靶体后的弹坑计算式为：

式中，a是弹坑半径，K是能量系数，取0.8，ρ_s是弹丸密度。

5.根据权利要求4所述的喷丸强化表面完整性参数预测方法，其特征是：在步骤5中，全覆盖率与弹丸数量之间的关系式为：

式中，C是全覆盖率，a是单个弹丸撞击靶体的弹坑半径，N是该覆盖率所需的弹丸数目。