随机弹丸喷丸模拟：基于ABAQUS Python的喷丸角度插件

Python实现可变喷丸角度的随机弹丸分布

喷丸是一种典型的强化手段，采用高速弹丸反复撞击材料表面，使表层发生塑性变形，从而引入显著残余压应力，增大零件表面硬度，细化晶粒，有利于提高材料的抗疲劳性能。

喷丸覆盖率和喷丸角度作为喷丸工艺中最重要的工艺参数之一，直接影响喷丸工艺的加工质量。覆盖率C表示为被喷零部件表面上的弹痕面积与零部件总面积的比值，可通过阿夫拉米公式计算：

单弹丸模拟结果

r为单个弹丸撞击后留下的弹坑半径；N 为弹丸个数。

ABAQUS软件作为一款强大的非线性软件，在冲击领域具有重要应用。本帖主要通过ABAQUS的python二次开发实现机械喷丸强化过程，并根据单弹丸喷丸后的结果结合阿夫拉米公式近似得到一定覆盖率下的弹丸个数。

喷丸速度与喷丸强度有关，实际实验中以ALMEN试片的弧高值表征喷丸强度，在模拟中以100%覆盖率下的喷丸速度表征喷丸强度，下面是ALMEN试片喷丸后的变形特征。

ALMEN试片喷丸后的位移变化

下图为通用机械喷丸插件，可以根据覆盖率输入弹丸参数：弹丸个数、弹丸大小，弹丸本插件采用的是可变形体，需要材料参数，喷丸角度以90度最佳，小角度喷丸在相同喷丸强度下容易出现损伤；靶材参数：靶材大小与靶材的材料参数。其次还有分析步时间以及网格大小，分析步时间其实可以通过喷丸速度与最高弹丸位置点计算，本插件仍然可以优化，弹丸采用解析刚体减少计算量。

机械喷丸插件

下面是一些插件的案例。

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