强化研磨加工是一种新型的表面强化技术,能在工件表面形成残余压应力层,提高工件的抗疲劳强度。强化研磨加工工艺与表面残余应力之间有着密切的关系,目前强化研磨技术的研究中,残余应力场形成机理的研究相对比较薄弱,残余应力的研究不全面,阻碍了该技术的进一步发展。为此,本文结合实验测量与有限元分析,研究强化研磨中残余应力场的形成过程,以及不同喷射压力对残余应力场分布的影响。基于弹塑性力学理论,探讨强化研磨过程中轴承钢的塑性变形过程,推导出残余应力场的理论模型;通过SEM扫描电镜与金相显微镜对显微组织的观察,从组织结构上分析残余应力的形成机理,初步判断残余压应力层的深度。采用ABAQUS软件分别建立单个钢球与多个钢球仿真模型,模拟强化研磨产生残余应力场的过程,验证了理论分析的准确性,并分析了喷射压力对残余应力场的影响。探讨钢球数目对残余应力场的影响,表明了多钢球模型的效果较为理想。探讨显微硬度压痕法测量轴承钢表面残余应力的可行性,用X射线法的测量结果验证压痕法的准确度,表明了显微硬度压痕法可用于初步研究表面残余应力随喷射压力的变化规律。确定了沿深度方向残余应力与显微硬度的内在联系,根据显微硬度值分析沿深度方向残余应力的变化规律。通过实验测量,分析了强化研磨中喷射压力对轴承钢残余应力场的影响,喷射压力在0.3⁰.55Mpa时,残余压应力影响层深度(5₀逐渐加深,从20μm增加到100μm,表面残余压应力σ快速增大;在0.55⁰.75Mpa时,(5₀保持不变,σ增加缓慢。喷射压力越大,最大残余压应力σ₈)也越大;随着喷射压力的增加,最大残余压应力所处位置从试样表面往深度方向移动,(5₈)值不断增大。此外,本文通过对比仿真结果与实验结果中残余应力表征值的增加量,验证了有限元仿真模型的可参考性,表明了仿真中残余应力随喷射压力的变化规律与实验规律相一致。