噴丸強(qiáng)化有限元建模過(guò)程；能否有效噴丸工藝過(guò)程取決于有限元模型的準(zhǔn)確與否，因此接下來(lái)我們將介紹有限元建模的過(guò)程；

1、問(wèn)題分析；噴丸過(guò)程中，工件的變形是在與彈丸接觸狀態(tài)下進(jìn)行的，彈丸通過(guò)接觸表面把力和速度（慣性力）的作用施加到工件上，使之產(chǎn)生塑性變形。這種作用狀態(tài)，隨著變形的過(guò)程而在不斷變化，因此他對(duì)模擬分析有著及其重要的影響。工件在接觸表面受到彈丸產(chǎn)生的力和速度的約束作用，即切兩只摩擦應(yīng)力和法向沖擊速度約束，所以接觸表面是混合邊界條件表面。接觸的復(fù)雜性使噴丸的有限元模擬成為一個(gè)高度非線性問(wèn)題。

2、確定模型；噴丸的過(guò)程非常復(fù)雜，直接模擬幾乎不可能，將沖擊過(guò)程看作為多個(gè)球體反復(fù)沖擊規(guī)則工件的過(guò)程，因此簡(jiǎn)化了建模過(guò)程，工件模型的準(zhǔn)確性決定了計(jì)算成本和計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，為此我們嘗試了多種模型，終于找到了一個(gè)較為合適的魔方型模型，如下圖所示，圖中彈丸半徑為0.005m，工件為0.003m*0.002m*0.003m 的長(zhǎng)方體對(duì)稱模型。

3、材料屬性的定義；工件是低碳鋼Q235，在WDW微機(jī)控制電子***試驗(yàn)機(jī)上測(cè)得了Q235的基本力學(xué)參數(shù)，如表3.1，同時(shí)選用了材料為鋼和玻璃的兩種彈丸。

4、定義分析和輸出；ABAQUS提供了ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit兩個(gè)主求解模塊。ABAQUS/Standard主要用來(lái)一般過(guò)程分析；ABAQUS/Explicit是進(jìn)行瞬時(shí)動(dòng)力學(xué)分析的有效工具，特別適合求解沖擊和一些高度不連續(xù)及高度非線性問(wèn)題，其處理接觸問(wèn)題的能力也非常顯著，它能自動(dòng)找出模型中的接觸對(duì)并高效模擬他們之間復(fù)雜接觸。基于上論述，本文選用ABAQUS/Explicit作為主求解模塊，在此模塊下選用Dynamic，Explicit作為初步分析。

5、定意邊界條件和接觸條件；在實(shí)際噴丸作業(yè)過(guò)程中，工件一般固定在夾具上。所以邊界條件定義中，限制工件各個(gè)方向的移動(dòng)，對(duì)稱面采用對(duì)稱約束；同時(shí)限制彈丸的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將彈丸約束為剛體。彈丸和工件采用庫(kù)倫接觸，摩擦系數(shù)為0.25。

6、定義載荷；本文通過(guò)設(shè)置預(yù)定義場(chǎng)在初始步中加入初速度作為載荷。在實(shí)際噴丸過(guò)程中，彈丸是以不同速度和不同角度入射的，本文研究了不同速度對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響。而噴射角度僅選用了垂直入射。垂直噴射是很有效的，以不同噴射角度只是損耗了動(dòng)能。

7、劃分網(wǎng)格；工件和彈丸的選擇如表3.2所示。工件選用的是減縮積分單元（C3D8R），求解更加精準(zhǔn)，但減縮積分單元只在單元中心有一個(gè)積分點(diǎn)，存在沙漏問(wèn)題。為避免沙漏問(wèn)題，細(xì)化了彈丸與工件接觸端面的網(wǎng)格以及相入少量的人工沙漏剛度以限制沙漏模式的擴(kuò)展。

8、需優(yōu)先控制的參數(shù)；采用有限元法與實(shí)驗(yàn)法和理論法所不同的是，需要用不同網(wǎng)格和單元類(lèi)型去進(jìn)行驗(yàn)證，從而確何計(jì)算結(jié)果不被網(wǎng)格質(zhì)量和單元類(lèi)型所影響，例如如果采用的是減縮性單元，則需要控制沙漏參數(shù)。噴丸是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。

噴丸是一個(gè)瞬間過(guò)程，沖擊速度大，彈丸與工件接觸時(shí)間很短，理論上單次沖擊時(shí)接觸時(shí)間的選擇對(duì)結(jié)果影響不大。