大量弹丸的喷丸模拟详解

喷丸强化可以在工件表面产生残余应力，是提高工件可靠性和耐久性的有效方法。在喷丸强化中，大量弹丸高速撞击工件表面，引起工件表面发生塑性变形，并使内部产生残余压应力。利用有限元方法可以有效地模拟喷丸工艺与残余应力的关系，下面我们结合实例了解该模型的制作方法。

几何模型

建立50mm*50mm*10mm长方体为工件，直径5mm刚体球体作为弹丸

材料属性

对于工件，采用Johnson-Cook塑性本构；小球建立参考点赋予刚体质量

装配模型

对工件和弹丸进行装配，因为我们要模拟大量弹丸撞击，最好使用python脚本利用随机算法进行设置，如果有需要可以创建尽可能多的弹丸，由于本文只是演示方法，这里选取了10颗弹丸，位置随机分布。

接触设置

大量弹丸撞击最关键的一点在于接触的设置。为了使弹丸和工件表面正常接触并避免弹丸之间的干涉，需要给每个弹丸与工件之间建立面面接触，不要给弹丸之间建立接触，禁止使用general contact！在弹丸数量大的情况下最好使用脚本给每个面创建surface，然后建立接触。

载荷边界

工件底部固定，每个弹丸施加0.5m/s的初始速度

网格

划分合适的网格，采用显示动力学计算

结果可以清楚展示出大量弹丸的撞击过程，包括残余应力，等效塑性应变等喷丸处理需要了解的数据