喷丸强化是常用的表面处理方法之一,广泛应用于汽车、航空航天、石油等行业。零件经喷丸强化后,可在表面形成残余压应力层,表层位错密度提高,晶粒细化,疲劳强度和疲劳寿命会有明显的改善。本文结合有限元仿真与喷丸试验,针对34CrNiMo6钢对比了复合喷丸与单次喷丸在残余应力、表面粗糙度、残余奥氏体含量等方面的不同,并对复合喷丸中喷丸强度对最终残余应力场分布的影响进行了系统分析,对建立真实工件形状的仿真模型进行初步探究。本文提出了喷丸周期性有限元模型,可用面积较小的代表单元表征大面积靶材表面,模拟大量弹丸随机入射工件表面的过程,提高了计算效率,降低了计算成本。通过ABAQUS/Python脚本实现了喷丸过程参数化建模。通过喷丸试验验证了周期性模型仿真结果的正确性。结合试验方法与有限元仿真,从残余应力场分布、喷丸后表面粗糙度、残余奥氏体含量变化等方面对比了复合喷丸与单次喷丸,具体说明了复合喷丸相较于单次喷丸的优势。并利用仿真方法对试验不便研究的靶材强化过程进行了分析。利用有限元仿真,研究了复合喷丸中第二步喷丸强度对最终喷丸强化效果的影响。得到的结论为,在第一步喷丸强度相同的情况下,随着第二步喷丸强度的增大,最终最大残余压应力值先增大后减小,其所处深度基本保持不变,残余应力层厚度增大。并进行了相同参数的喷丸试验,得到了相同的结论。另外,利用逆向工程技术,初步探究了在有限元仿真中建立具有真实工件形状的靶材模型的可行性。