本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金激光沖擊強(qiáng)化與噴丸強(qiáng)化的殘余應(yīng)力模擬分析

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【摘要】：目的通過對(duì)激光沖擊強(qiáng)化和噴丸強(qiáng)化后的試樣進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)試分析,得出兩種工藝在殘余應(yīng)力形成機(jī)理、殘余應(yīng)力層深以及殘余應(yīng)力均勻性等方面的差異。方法一方面采用有限元方法模擬激光沖擊強(qiáng)化及噴丸強(qiáng)化的過程,將材料在兩種強(qiáng)化沖擊下的響應(yīng)進(jìn)行對(duì)比,研究殘余應(yīng)力的形成過程,并對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律進(jìn)行總結(jié)分析。另一方面,分別用兩種強(qiáng)化技術(shù)處理TC4鈦合金的表面,并用剝層X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)試材料表層的殘余應(yīng)力。最后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證有限元模擬的有效性。結(jié)果當(dāng)這兩種強(qiáng)化效果產(chǎn)生-500 MPa的表面平均殘余應(yīng)力時(shí),激光沖擊強(qiáng)化后的TC4鈦合金表層殘余壓應(yīng)力層深度可達(dá)0.6 mm以上,而噴丸強(qiáng)化后的TC4鈦合金表層殘余壓應(yīng)力層深度只有0.15 mm左右。結(jié)論由于誘發(fā)材料塑性變形的機(jī)制不同,激光沖擊強(qiáng)化往往能獲得比噴丸強(qiáng)化更好的殘余壓應(yīng)力深度,同時(shí)激光沖擊強(qiáng)化的材料的表面殘余應(yīng)力分布也比噴丸強(qiáng)化的材料更均勻。
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院;西南技術(shù)工程研究所;
【關(guān)鍵詞】： 激光沖擊強(qiáng)化 噴丸強(qiáng)化 表層改性 數(shù)值模擬 殘余應(yīng)力 延壽
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11372226) 航空科學(xué)基金項(xiàng)目(2014ZE38008) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助~~
【分類號(hào)】：TG668
【正文快照】： Received:2016-03-23;Revised:2016-04-02TC4鈦合金具有較高的比強(qiáng)度、較好的耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性以及生物相容性,被廣泛運(yùn)用于航空航天、生物工程、能源化工等領(lǐng)域[1]。TC4鈦合金材料在服役期間,疲勞是主要的失效原因之一,疲勞裂紋往往在表面萌生,因此TC4鈦合金的表面狀態(tài)對(duì)疲

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