TC4钛合金叶片喷丸数值模拟及喷丸路径规划*

孙 辉

（长春职业技术学院，长春 130000）

TC4 钛合金材料属于α+β 双相合金材料[1]，含有α稳定元素同时还有β 稳定元素，具有较好的热稳定性、耐腐蚀性、较高的比强度和良好的生物相容性，广泛应用于航天、生物医疗、化工等领域[2]。

在航空领域TC4 钛合金材料多用于风扇叶片、压气机叶片、压气机盘、整体叶盘、机匣、燃烧室外壳、起落架等方面。在航空发动机上TC4 钛合金叶片属于转动关键件，在运行过程中叶片表面容易萌生疲劳裂纹，裂纹的产生对发动机的寿命有着重要的影响。对TC4 钛合金叶片进行表面改性，能有效提高其抗疲劳强度[3-5]，延长叶片运行时间。

喷丸强化能使零件材料表层发生塑性变形产生残余压应力，残余压应力产生能够提高材料的抗疲劳强度。目前对TC4 钛合金喷丸的研究主要集中于对残余应力大小及变形等方向，而对于喷丸路径对TC4 钛合金叶片变形影响的研究相对较少。其中高玉魁[6]对高强钢喷丸后的残余应力进行研究；赵春梅[7]对喷丸进行模拟和残余应力研究；赵莉莉[8]研究了喷丸残余应力对裂纹扩展和疲劳寿命影响。基于此，对TC4 钛合金叶片进行喷丸强化处理，通过数值模拟喷丸强化过程，并和实际叶片喷丸后变形情况对比研究喷丸路径对叶片变形的影响，不同的喷丸路径对叶片变形量不同，找到合适的喷丸路径能有效减少叶片喷丸后变形，通过喷丸路径规划和模拟针对叶片喷丸变形量大小，在叶片进行机加工时给予一定的预补偿量使叶片喷丸后能达到预定形状，在叶片加工保形方面有重要的现实意义。……