Page 87 - 《应用声学》2022年第4期

第 41 卷 第 4 期 李朝阳等： 压电振子阵列型超声喷丸强化 585

4 结论 [7] Marteau J, Bigerelle M. Relation between surface harden-
ing and roughness induced by ultrasonic shot peening[J].
(1) 阵列型USP强化技术通过将多个压电振子 Tribology International, 2015, 83: 105–113.
[8] 刘海英. 超声喷丸强化机理的研究 [D]. 太原: 太原理工大学,
的纵向振动转换为激振片的弯曲振动，提高了喷丸
2008.
的有效工作面积，同时，弹丸冲击工件表面的区域 [9] 王业辉. TC4 钛合金超声喷丸强化残余应力数值模拟分
面积也随着超声电源功率的增大而增大。但由于受 析 [J]. 航空发动机, 2019, 45(1): 58–64.
Wang Yehui. Numerical simulation of residual stress in
激振片振型的影响，弹丸冲击工件区域呈小块间隔 ultrasonic shot peening of TC4 titanium alloy[J]. Aero-
分布，对工件硬度强化的均匀性有一定影响。为了 Engine, 2019, 45(1): 58–64.
提高阵列型 USP 强化后工件表面硬度分布的均匀 [10] Sand A, Garcia Navas V, Gonzalo O. Surface state of in-
conel 718 ultrasonic shot peened: effect of processing time,
性，可以进一步通过旋转或摆动工件等方式来对系 material and quantity of shot balls and distance from ra-
统进行优化。 diating surface to sample[J]. Materials and Design, 2010,
32(2): 2213–2220.
(2) 采用阵列型USP强化系统对工件进行加工
[11] 逄孟达. 超声喷丸设备设计及工艺效果研究 [D]. 太原: 太原
时，随着超声电源功率的增大、喷丸距离的减小、弹 理工大学, 2009.
丸直径的增大，弹丸撞击工件表面时具有更大的动 [12] 王翠英. 基于大振幅级联式变幅杆超声喷丸的实验研究 [D].
太原: 太原理工大学, 2010.
能，加剧了试样材料的塑性变形程度，工件的表面显 [13] 冯步奇. 大输出端面复合型变幅杆在超声喷丸中的实验研
微硬度增大。随着喷丸时间的增大，工件的表面硬 究 [D]. 太原: 太原理工大学, 2012.
[14] 张新华, 曾元松, 王东坡, 等. 超声喷丸强化 7075-T651 铝合
度增大，但增大速率有所减小。工件表面显微硬度
金表面性能研究 [J]. 航空制造技术, 2008, 310(13): 78–80,
变化量 ∆HV和变化率 K 均最大时的工艺参数组合 90.
为：超声电源功率为 50 W、喷丸时间为 20 min、喷 Zhang Xinhua, Zeng Yuansong, Wang Dongpo, et al.
Surface hardening effectiveness on aluminium alloy 7075-
丸距离为 5 mm、弹丸直径为 1.5 mm，此时 ∆HV和
T651 by ultrasonic shot peening[J]. Aeronautical Manu-
K 分别为65.1 HV、36.7%。 facturing Technology, 2008, 310(13): 78–80, 90.
[15] 段宇飞. 旋转超声冲击表面强化的实验研究 [D]. 太原: 太原
理工大学, 2016.
参 考 文 献 [16] Takeda K, Matsui R, Tobushi H, et al. Enhancement of
fatigue life in TiNi shape memory alloy by ultrasonic shot
[1] 杨天南, 刘建邦, 崔旭. TC4 钛合金喷丸强化过程数值模 peening[J]. Materials Transactions, 2015, 56(2): 513–518.
拟 [J]. 锻压装备与制造技术, 2019, 54(2): 105–108. [17] Bagherifard S, Hickey D, de Luca A, et al. The influ-
Yang Tiannan, Liu Jianbang, Cui Xu. Numerical simu- ence of nanostructured features on bacterial adhesion and
lation of shot peening process of TC4 Titanium alloy[J]. bone cell functions on severely shot peened 316L stainless
Forging Press Equipment and Manufacturing Technology, steel[J]. Biomaterials, 2015, 73: 185–197.
2019, 54(2): 105–108. [18] Ma X, Wang W, Yang W. Simulation for surface self
[2] 鲁世红, 吴天睿, 高国强, 等. 超声波喷丸表面强化技术研究 nanocrystallization under shot peening[J]. Acta Mechan-
与应用进展 [J]. 航空制造技术, 2016(2): 24–27. ica Sinica, 2003, 19(2): 172–180.
Lu Shihong, Wu Tianrui, Gao Guoqiang. Research and [19] 刘朝训. 带孔壁板数控超声波喷丸成形技术研究 [D]. 南京:
application of ultrasonic shot peening surface harden- 南京航空航天大学, 2015.
ing technology[J]. Aeronautical Manufacturing Technol- [20] 高琳. 高能超声波喷丸板料成形技术研究 [D]. 南京: 南京航
ogy, 2016(2): 24–27. 空航天大学, 2012.
[3] Bhuvaraghan B, Srinivasan S, Maffeo B, et al. Shot peen- [21] 闫林林. 超声喷丸技术的理论与实验研究 [D]. 南京: 南京航
ing simulation using discrete and finite element meth- 空航天大学, 2010.
ods[J]. Advances in Engineering Software, 2010, 41(12): [22] Fu B. Piezoelectric actuator design via multi-objective op-
1266–1276. timization methods[D]. Paderborn: University of Pader-
[4] Yasunori H, Yuto S, Katsuhiko T. Effect of different shot born, 2005.
peening treatments on fatigue life in Ti alloy[J]. Materials [23] 林仲茂, 李萌. 高振幅夹心式压电换能器 [J]. 声学学报, 1988,
Science Forum, 2019, 4559: 908–913. 13(2): 312–315.
[5] Yin F, Han Q, Rakita M, et al. Numerical modelling and Lin Zhongmao, Li Meng. High amplitude pizoelec-
experimental approach for shot velocity evaluation dur- tric sandwich transducer[J]. Acta Acustica, 1988, 13(2):
ing ultrasonic shot peening[J]. International Journal of 312–315.
Computational Materials Science and Surface Engineer- [24] 贺西平, 程存弟. 纵振型超声变幅杆的等效四端网络 [J]. 陕西
ing, 2015, 6(2): 97–110. 师范大学学报 (自然科学版), 1994, 22(1): 87–88.
[6] Badreddine J, Rouhaud E, Micoulaut M, et al. Simulation He Xiping, Cheng Cundi. Equivalent four-terminal net-
and experimental approach for shot velocity evaluation in works of the longitudinal ultrasonic horns[J]. Journal of
ultrasonic shot peening[J]. Mécanique & Industries, 2011, Shaanxi Normal University (Natural Science Edition),
12(1): 223–229. 1994, 22(1): 87–88.