● 摘要
喷丸强化是一种效果显著的表面强化冷加工工艺过程。通过喷丸可以改善材料的表面性能，提高零件表面的耐磨性和抗疲劳性，延长其使用寿命等。我国航空制造企业在实施喷丸工艺过程中选择喷丸工艺参数比较盲目，为此本论文主要在以下方面开展研究：（1）喷丸强化过程仿真的有限元模型的建立在对喷丸强化机理进行研究的基础上针对喷丸强化不同工艺参数建立模拟喷丸强化的三维有限元模型，划分出既能满足工程精准性又能方便数据提取的单元网格，恰当选择需要的材料本构模型，定义接触碰撞方式、合理的边界条件和加载等。（2）喷丸工艺参数对航空铝合金材料表面力学特性的影响采用有限元软件进行动态模拟仿真分析。重点研究喷丸主要工艺参数弹丸速度、直径和喷射角对航空铝合金7075材料表面力学特性的影响。从不同的角度获得一系列的曲线簇，通过对曲线簇的综合对比分析，可以快速地选择出合适的喷丸工艺参数，为我国航空制造企业实施喷丸工艺过程提供可行的方法和手段。（3）喷丸强化对材料疲劳寿命的影响研究喷丸强化引入的残余压应力场能显著提高材料或结构的疲劳寿命。首先确定疲劳寿命有限元数值计算分析过程。采用有限元方法进行应力寿命计算，仿真分析未实施和实施喷丸强化的航空结构件两种工况下交变载荷的疲劳寿命，说明实施喷丸的优越性，为喷丸工艺参数与疲劳寿命直接建立定量化的关系提供理论依据。