在众多表面处理工艺中,喷丸表面处理技术非常成熟,可以使金属表面物理性能得到提高。从力学性质来看,金属得到强化的原因是金属产生了残余应力。从微观角度来看,主要是晶粒尺寸、位错、相变和晶胞等变化使得金属强化。本文主要是对喷丸处理中各种因素对残余应力和晶粒尺寸的影响,以及残余应力与晶粒尺寸的关系进行研究。主要工作如下:为了研究喷丸表面处理强化的内在物理机制,建立了弹丸冲击力学模型。使用DYNA软件进行研究各种因素对残余应力的影响,主要通过以下几种方式进行分析:残余应力最大值与最小值的变化情况、残余应力的分布情况和残余应力辐射的范围情况等。得出了弹丸速度、弹丸半径和弹丸冲击次数增大可以使残余应力变大;弹丸半径可以明显影响残余应力的辐射范围;弹丸冲击角度改变会改变残余应力的分布情况;试件尺寸对残余应力没有影响。同时利用两种多点弹丸冲击分布进行分析,一种为多点矩阵分布,另一种为重叠率分布。两种分布均可以改变残余应力的大小和分布状态,这表明多点弹丸的冲击分布可以影响残余应力。经过仿真模拟得出结果后,进一步通过利用Zener-Hollomon模型和动态再结晶公式计算出理论晶粒尺寸,研究不同因素对晶粒尺寸的影响。得出了弹丸速度的增大和弹丸半径的减小可以使晶粒尺寸细化,并且弹丸半径的增大会使晶粒细化的范围变大。通过MATLAB拟合残余应力和晶粒尺寸的结果,得出拟合函数。对比分析后,残余应力与晶粒尺寸的变化趋势相似。这说明晶粒细化是金属产生残余应力的一个因素,但是残余应力还与其它微观组织结构有关。