第1章概述1

1.1喷丸技术原理和特点1

1.1.1喷丸强化1

1.1.2喷丸成形3

1.2喷丸介质6

1.2.1铸钢弹丸6

1.2.2钢珠8

1.2.3切制钢丝弹丸9

1.2.4陶瓷弹丸10

1.2.5玻璃弹丸12

1.3阿尔门试片和喷丸强度14

1.3.1阿尔门试片及弧高仪14

1.3.2阿尔门试片弧高值15

1.3.3喷丸强度-饱和曲线15

1.4喷丸设备16

1.4.1喷丸设备的分类16

1.4.2典型喷丸机床的结构组成18

1.5喷丸工艺参数20

1.5.1喷丸强化工艺参数20

1.5.2喷丸成形工艺参数21

1.6喷丸变形的力学分析22

1.6.1残余应力分布22

1.6.2单个弹丸撞击过程的应力应变分析26

1.6.3板材喷丸成形宏观变形的理论分析27

1.7喷丸成形和强化的现状和发展趋势29

1.7.1喷丸成形技术29

1.7.2喷丸强化技术31

1.8壁板零件及其喷丸成形研发流程32

1.8.1壁板分类及外形结构特征32

1.8.2喷丸成形壁板的研发流程33

1.8.3壁板喷丸成形主要工装34

参考文献38

第2章壁板展开建模技术40

2.1壁板外形曲面的几何特性40

2.1.1曲面的可展性40

2.1.2曲面可展特性分析的球面投影法44

2.1.3典型机翼壁板外形曲面及其几何特性50

2.2几何曲面的展开51

2.2.1几何曲面的映射展开与工程展开51

2.2.2展开精度的评价52

2.2.3不可展曲面的离散展开与优化53

2.2.4曲面离散优化展开算例67

2.3壁板的展开与建模74

2.3.1壁板外形曲面展开74

2.3.2壁板结构要素映射与重构75

2.3.3铆接组合式壁板78

2.3.4带筋整体壁板78

2.4典型工程应用实例79

2.4.1某型飞机机翼壁板79

2.4.2某型飞机带筋整体壁板85

参考文献87

第3章壁板喷丸数字化几何信息分析技术88

3.1壁板外形曲面特征分析88

3.2壁板控制面特征分析90

3.3壁板典型结构特征分析91

3.4弦向喷丸路径及其规划方法92

3.4.1喷丸路径方向设计93

3.4.2喷丸路径间距设计94

3.4.3喷丸路径特征点及相关数据信息提取95

3.5展向喷丸区域及展向延伸率98

3.5.1铆接组合式壁板展向喷丸区域及展向延伸率98

3.5.2带筋整体壁板展向喷丸区域及展向延伸率100

参考文献101

第4章壁板喷丸变形过程数值模拟103

4.1喷丸成形数值模拟的难点及主要方法103

4.2弹丸撞击过程数值模拟104

4.2.1有限元模型建立104

4.2.2单个弹丸撞击过程模拟105

4.2.3多个弹丸撞击过程模拟115

4.3等效热载荷法喷丸成形过程数值模拟119

4.3.1基本假设119

4.3.2有限元模型建立120

4.3.3典型壁板喷丸成形过程模拟120

4.4应力场法喷丸成形过程数值模拟128

4.4.1应力场法数值模拟模型构建128

4.4.2带筋结构件预应力喷丸成形模拟133

4.5预应力喷丸展向折弯线的确定方法140

参考文献141

第5章铆接组合式壁板喷丸成形技术143

5.1典型外形喷丸成形方法143

5.1.1单曲率和马鞍形喷丸成形143

5.1.2双凸形喷丸成形145

5.1.3扭转外形喷丸成形145

5.2平板件喷丸成形基础试验146

5.2.1平板件喷丸弯曲试验146

5.2.2平板件喷丸延伸试验154

5.3局部加厚区和减薄区喷丸成形方法155

5.3.1口框加厚区155

5.3.2长桁和肋连接加厚区155

5.3.3局部减薄区156

5.4典型工程应用实例156

5.4.1某型飞机机翼壁板喷丸成形156

5.4.2某型客机机翼壁板试验件喷丸成形161

参考文献164

第6章带筋整体壁板喷丸成形技术165

6.1带筋整体壁板结构及特点165

6.1.1典型筋条结构形式及特点165

6.1.2典型筋条排布形式及特点165

6.2带筋整体壁板喷丸成形方法166

6.2.1自由喷丸成形166

6.2.2预应力喷丸成形167

6.3筋条喷丸弯曲成形试验169

6.3.1筋条顶部喷丸延伸变形试验169

6.3.2筋条根部喷丸延伸变形试验172

6.4典型工程应用实例174

6.4.1某型飞机外翼1上2号壁板喷丸成形174

6.4.2焊接带筋整体壁板喷丸成形178

参考文献181

第7章壁板喷丸强化技术182

7.1壁板喷丸强化工艺参数的选择与确定182

7.1.1喷丸介质的选择182

7.1.2喷丸强度的选择和确定183

7.1.3弹坑覆盖率的选择和确定183

7.2典型壁板喷丸强化工艺185

7.2.1壁板喷丸强化主要工艺流程185

7.2.2铆接组合式壁板喷丸强化工艺186

7.2.3带筋整体壁板喷丸强化工艺187

7.2.4特殊孔内壁旋板喷丸强化工艺190

7.3喷丸强化变形及其校正方法191

7.3.1外形间隙超差的校正191

7.3.2面内弯曲的校正193

参考文献195

第8章喷丸成形与强化对材料性能的影响196

8.1表层组织形貌196

8.1.1表面粗糙度196

8.1.2表层微观组织结构199

8.2常规力学性能205

8.2.1拉伸性能205

8.2.2残余应力分布206

8.2.3显微硬度208

8.3疲劳及断裂性能209

8.3.1轴向拉-拉疲劳性能209

8.3.2细节疲劳额定强度212

8.3.3断裂韧性218

8.3.4裂纹扩展速率220

参考文献221

第9章新型喷丸技术222

9.1数字化喷丸成形技术222

9.1.1概念与内涵222

9.1.2数字化喷丸成形基本流程222

9.1.3数字化喷丸成形关键技术224

9.2激光喷丸技术227

9.2.1激光喷丸原理227

9.2.2激光喷丸的特点227

9.2.3激光喷丸强化技术228

9.2.4激光喷丸成形技术230

9.3湿喷丸强化技术235

9.3.1原理及特点235

9.3.2湿喷丸强化后钛合金的表面残余应力分布236

9.3.3湿喷丸对钛合金组织形貌及性能的影响238

9.4超声喷丸技术245

9.4.1原理及特点245

9.4.2超声喷丸对典型铝合金材料性能的影响246

9.4.3典型设备及应用248

9.5高压水喷丸技术250

9.5.1原理及特点250

9.5.2高压水喷丸强化对材料表面组织形貌的影响251

9.5.3高压水喷丸强化对材料残余应力分布及疲劳性能的影响257

9.5.4典型设备及应用260

参考文献262