激光沖擊強化金屬表面殘余應力場的數(shù)值模擬與分析

1.8萬字 43頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)


摘要 激光沖擊強化處理技術(shù)是利用高功率密度、短脈沖激光束作用于金屬材料，使材料表面涂層吸收激光能量并迅速汽化形成等離子體，然后膨脹爆炸產(chǎn)生高壓沖擊波，這個沖擊波能夠改變材料表層顯微組織，同時在材料表層形成高殘余壓應力，進而提高金屬材料的抗疲勞、耐磨損和抗腐蝕能力的一種高新技術(shù)。激光沖擊強化處理不需要改變材料的表面化學成分，而可有效強化金屬材料表面的各種性能，特別指出的是該技術(shù)能大幅提高金屬材料的疲勞壽命，在汽車、造船、航空和通用機械制造等工業(yè)中具有廣闊的應用前景。
分析了激光沖擊強化的主要機理以及沖擊波在材料中的傳播和衰減規(guī)律。研究了金屬材料在沖擊波作用下內(nèi)部的各個響應過程，以及沖擊波作用下金屬材料內(nèi)部殘余應力的分布特征，根據(jù)其特征形態(tài)的不同探討了激光沖擊強化中影響殘余應力形態(tài)的主要因素。
本文以ABAQUS軟件為平臺，建立了高應變率條件下激光沖擊過程的有限元分析模型，編制專用的激光強化分析模塊，對激光沖擊鋁合金的表面動態(tài)應力、殘余應力各表征值進行了有限元模擬研究， 重點研究了激光沖擊參數(shù)(激光功率密度、脈沖寬度、激光光斑直徑)對激光沖擊處理6061-T6鋁合金殘余應力場的影響，從而得出其最佳工藝參數(shù)。



關(guān)鍵詞： 激光沖擊 殘余應力 ABAQUSA軟件 數(shù)值模擬