激光沖擊強(qiáng)化金屬表面殘余應(yīng)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(qiáng)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(shí)在材料表層形成高殘余壓應(yīng)力，進(jìn)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(qiáng)化處理不需要改變材料的表面化學(xué)成分，而可有效強(qiáng)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(jī)械制造等工業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
分析了激光沖擊強(qiáng)化的主要機(jī)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(yīng)過程，以及沖擊波作用下金屬材料內(nèi)部殘余應(yīng)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(qiáng)化中影響殘余應(yīng)力形態(tài)的主要因素。
本文以ABAQUS軟件為平臺，建立了高應(yīng)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(qiáng)化分析模塊，對激光沖擊鋁合金的表面動態(tài)應(yīng)力、殘余應(yīng)力各表征值進(jìn)行了有限元模擬研究， 重點(diǎn)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(yīng)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(yīng)力 ABAQUSA軟件 數(shù)值模擬