激光沖擊強(qiáng)化(Laser Shocking Peening,LSP)技術(shù)是一種利用高功率密度短脈沖激光來改善金屬綜合機(jī)械性能的表面改性技術(shù)激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)多數(shù)采用光斑能量呈高斯分布的圓形光斑,光斑中心具有最大的沖擊波壓力。同傳統(tǒng)的機(jī)械噴丸、滾壓強(qiáng)化相比,激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)有著加工柔性大、效率高、形成的殘余壓應(yīng)力層深、表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),在航空、航天等制造領(lǐng)域有著潛在的重要應(yīng)用。2024-T3鋁合金是用于制造飛機(jī)骨架零件的高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋁合金,研究2024-T3鋁合金的激光沖擊強(qiáng)化規(guī)律對(duì)于提高其疲勞壽命等機(jī)械性能具有重要意義。本文以2024-T3鋁合金為研究對(duì)象,采用有限元軟件ABAQUS對(duì)2024-T3鋁合金殘余應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬。應(yīng)用Johnson-Cook(JC)本構(gòu)模型系統(tǒng)地探討了激光參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響,主要內(nèi)容及結(jié)論如下:分析激光參數(shù)(功率密度、光斑尺寸、脈寬、沖擊次數(shù))對(duì)單個(gè)光斑的表面和深度方向上的殘余應(yīng)力分布,得出適當(dāng)?shù)墓β拭芏瓤梢蕴岣甙胁谋砻鏆堄鄩簯?yīng)力;光斑半徑越大,殘余壓應(yīng)力分布越均勻;脈寬使得殘余壓應(yīng)力層深度的增量比較穩(wěn)定;一定的沖擊次數(shù)使得表面殘余壓應(yīng)力和殘余壓應(yīng)力層...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1激光沖擊強(qiáng)化原理圖

圖1-1激光沖擊強(qiáng)化原理圖理如圖1-1所示。靶材表面覆蓋一層黑漆層透明約束層來增大沖擊波壓力。激光束以向靶材內(nèi)部傳播的沖擊波。當(dāng)沖擊波的塑性變形，最終穩(wěn)定形成一定深度的殘余形成機(jī)制作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生兩種效應(yīng)，分別為熱效應(yīng)和機(jī)制[39]。熱效應(yīng)是熱沖擊引起的沖擊波，脹和應(yīng)力梯度。....

圖1-2LSC和LSD波作用示意圖

(a)激光維持的燃燒波(LSC)(b)激光維持的爆轟波(LSD)圖1-2LSC和LSD波作用示意圖1.2.3Fabbro壓力估算對(duì)于約束模式下的激光沖擊波壓力波形，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者利用各種手段（如PVDF膜）對(duì)其進(jìn)行了測(cè)量研究，這些研究表明激光沖擊波壓力波形近....

圖2-1有限元模型

鑒于這種情況，計(jì)算機(jī)有限元仿真是進(jìn)一步研究激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)特性的行之有效的方法，該方法不僅節(jié)省實(shí)驗(yàn)費(fèi)用、降低工作量，而且能形象地觀察激光沖擊過程中殘余應(yīng)力分布情況和塑性變形特點(diǎn)，而且可以通過數(shù)據(jù)處理，為優(yōu)化激光沖擊工藝參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)。本章基于有限元軟件ABAQUS對(duì)激光沖擊....

圖3-1模型的局部視圖

本章針對(duì)不同排列方式下中心距對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響，重點(diǎn)討論了正方形排列下中心距對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響，主要分為對(duì)稱加載和底面全約束與順序加載和側(cè)面全約束兩種情況下，中心距對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響；然后針對(duì)正六邊形排列下中心距對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響，只討論了對(duì)稱加載和底面全約束情況下，中心距對(duì)殘余....

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