构件电弧增材后碾压消应力有限元建模及分析研究

陈文彬 蒋立鹤 杨焜 权国政

摘要：碾压消应力是消除构件电弧增材后表层的一种重要且很有发展潜力的消应力方法。工件表层经碾压变形后，通过改变工件的形状和厚度，来达到对工件产生变形，释放工件里残余应力。对装备构件进行碾压消应力模拟，模拟结果显示在强旋过程中，消除了槽底中间很大的残余拉应力，消除大部分工件内部横向残余应力和纵向残余应力。强旋大体上消除了大部分残余应力，但是表面会出现一定的应力集中。良好的消除残余应力的效果可以让强旋作为消除残余应力流程的一部分。

关键词：碾压;消应力;碾压速度;有限元模拟

中图分类号：TG444+.74                                文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）09-0075-02

0  引言

电弧增材制造技术作为一种拥有成本低、材料利用率高等优势的新兴制造技术，其在生产复杂工件的市场有着巨大的潜力[1]。构件在电弧增材的过程中产生了大量的残余应力，在构件工作时，残余应力与工作时所受的应力相互作用，构件二次变形，内部应力状态改变。不但会降低气阀的强度和刚度，影响气阀结构的稳定性，还会影响气阀的疲劳强度等性能，降低气阀的使用寿命[2]。选择合适的电弧增材参数组合，并对增材部位进行强碾处理，能大大提高气阀的各方面性能和使用寿命，从而提高气阀质量。由于电弧增材残余应力的产生，对产品的寿命和性能有所损害。近几十年学者们开展了大量运用塑性成形的方法降低和消除残余应力的研究。……