7XXX系铝合金是一种高强度结构合金,为改善其疲劳性能和抗应力腐蚀性能,常对铝合金材料进行喷丸强化处理。掌握喷丸强化处理工艺对铝合金材料表面特征的影响规律,能够实现精控喷丸技术,可以有效提高铝合金构件的使用性能和服役寿命。本文以7075-T651铝合金为对象,通过ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件建立三维多丸喷丸模型,研究喷丸处理对材料表面特征的影响,构建了喷丸后铝合金表面应力与弹坑形变预测函数模型,并通过实验验证模型的准确度。主要研究内容如下:1.运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,结合实验外场环境,构建了三维多丸喷丸有限元模型,并对靶材模型进行切分,细化了撞击区域的网格,可以高效经济地探究喷丸强化处理对铝合金材料表面特征的影响。2.利用优化后的仿真模型,获得了更加详细准确地残余应力和表面形貌特征数据,揭示了喷丸后材料表面粗糙度及残余应力场的变化规律,然后借助实验验证了仿真结果。3.通过Box-Behnken法设计实验方案,利用校准后的喷丸有限元模型,逐一计算,准确掌握不同工艺参数组合情况下材料表面应力分布和弹坑变形情况,结合方差分析、响应面分析(RSM),对结果进行分析和检验,建立工艺参数-表面特征值函数模型,利用函数模型提供了应力和变形交叉组合的喷丸工艺参数方案预测,应用于铝合金材料喷丸强化过程。