热成形模具抗疲劳失效的表面喷丸强化机理研究及控制

基于理论和实验，系统研究热成形模具抗疲劳失效的表面喷丸强化工艺中的共性基础性问题，包括：表面喷丸强化工艺参数对残余应力分布的影响规律；基于晶体塑性理论建立考虑温度效应的随动硬化本构模型；分析残余应力在高温和循环应力下的松弛行为，获得残余应力在疲劳过程中的演化规律；研究残余应力、微观组织等因素对微小疲劳裂纹的形成和演化的影响规律，探讨疲劳失效的微观机制；基于EBSP测试获得微观组织取向定量统计，研究微观组织分布随机性与疲劳实验结果分散性的影响。进而，将以上的理论分析成果应用到大型铝合金挤压模具的表面喷丸强化工艺设计和疲劳寿命预测中。项目目标是揭示热成形模具抗疲劳失效的表面喷丸强化机制，为热变形模具表面喷丸抗疲劳失效的强化工艺精确控制和模具寿命的预测提供科学依据和理论基础。

表面喷丸、滚压等工艺等形变强化处理工艺常用于提高工件抗疲劳性能,项目基于实验和理论研究方法，系统研究热成形模具抗疲劳失效的表面喷丸强化工艺中的共性基础性问题，研究内容包括：(1)表面形变强化工艺参数与残余应力分布之间的关系；(2)残余应力在高温和外力作用下过程的演化规律；（3）残余应力对疲劳裂纹形成的机理研究；（4）表面形变强化工艺优化控制及疲劳寿命预测。项目的研究结果对全面了解热成形模具抗疲劳失效的表面形变强化机制和形变强化工艺的制定具有重要的学术和工程价值。研究成果在Optics and Lasers in Engineering、机械工程学报等学术刊物和学术会议上发表论文6篇，培养博士生1 名，硕士生3名。