Page 80 - 《应用声学》2023年第3期

518 2023 年 5 月

S, mises S, mises
(Avg: 75%) (Avg: 75%)

(a) 0 Hz (b) 30 Hz

S, mises S, mises
(Avg: 75%) (Avg: 75%)

(c) 60 Hz (d) 90 Hz
图 9 不同运动频率下工件表面应力分布
Fig. 9 Surface stress of workpiece at different motion frequencies
3.2 工件运动频率对残余应力的影响 喷丸击打次数的一致性提高，工件表面残余应力的

对模型结果进行数据提取，规定提取数据截面 均匀度也相应提高，因此方差逐渐减小。可以得出，
为图 10(a) 所示位置，图 10(b) 所示路径为表面和深 增大工件的往复运动频率可以改善工件表面残余
度方向的路径。图 11 为不同运动频率下沿表面方
向和深度方向的残余应力分布。图 12 为不同运动
频率下，表面方向的残余应力分布方差值的变化，残
余应力方差值(Var)计算公式如下：
1 ∑
¯ 2
Var = (X − X) , (2)
N
¯
其中：X 为节点上的残余压应力值；X 为残余压应
力平均值；N 为参与计算的节点个数。
从图 11 和图 12 可以看出，在工件运动频率为 (a) ੕᭧ͯᎶ
30 Hz时，方差值Var较大，随着运动频率的增加，方
差值 Var 逐渐减小且小于工件未运动的情况。主要
原因是激振片弯曲振动过程中存在波峰波谷，当工
件静止时，在与激振片波峰对应位置处受到喷丸的
击打强，与波谷对应的地方受到喷丸的击打较弱，因
此工件表面残余应力分布不均匀，方差大。当工件
运动时，工件上受到波峰处喷丸击打的区域不再是
固定的，工件的各个区域都会受到击打，提高了工件 (b) ᛫᭧֗ງए᡹य़வՔ
表面残余应力的均匀度。对于同样的加工时间，随 图 10 提取应力数据的位置
着工件运动频率的增加，工件各个区域受到波峰处 Fig. 10 Location to extract the data