結(jié)構(gòu)小孔激光沖擊強(qiáng)化仿真研究

2.8萬字
自己原創(chuàng)的畢業(yè)論文，已經(jīng)通過校內(nèi)系統(tǒng)檢測，重復(fù)率低，僅在本站獨(dú)家出售，大家放心下載使用

摘要
激光強(qiáng)化技術(shù)是覆蓋有約束層和涂層的金屬材料表面被高功率、短脈沖的強(qiáng)激光輻射時，激光誘導(dǎo)產(chǎn)生的沖擊波峰值壓力大于材料的動態(tài)屈服強(qiáng)度，使材料表層組織產(chǎn)生密集、均勻以及穩(wěn)定的位錯結(jié)構(gòu)，促使塑性變形在金屬表面產(chǎn)生，并在金屬表面層內(nèi)形成殘余壓應(yīng)力，從而提高金屬零件的機(jī)械性能。由此可見，激光強(qiáng)化技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械噴丸、冷擠壓技術(shù)相比有一定的相似性，但是又有著非常大的區(qū)別。本文在鋁合金小孔強(qiáng)化中運(yùn)用激光強(qiáng)化技術(shù)，運(yùn)用仿真模擬的方法優(yōu)化研究和探索小孔強(qiáng)化技術(shù)中殘余應(yīng)力的分布運(yùn)用情況，旨在為提高板料的疲勞壽命優(yōu)化做出理論基礎(chǔ)。本文主要工作和結(jié)果有以下幾點(diǎn)：
(1)以有限元軟件ABAQUS為平臺，建立高應(yīng)變率下激光沖擊強(qiáng)化的有限元模型。
(2)以沖擊范圍、功率密度、沖擊次數(shù)、激光脈寬為研究對象，模擬并分析了這些因素在單獨(dú)改變時，激光沖擊對板料上表面、孔壁厚度方向、下表面殘余應(yīng)力分布的影響。

關(guān)鍵詞：鋁合金；激光沖擊小孔強(qiáng)化；殘余應(yīng)力；優(yōu)化；


ABSTRACT
The laser strengthening technology is covered with intense laser radiation on metal surface constrained layer and the coating are high power, short pulse, dynamic generation of laser induced shock wave peak pressure is greater than the yield strength of the material, the material surface tissue dislocation structure dense, uniform and stable, the plastic deformation in metal surface, and residual compressive stress formed on the metal surface layer, so as to improve the mechanical properties of metal parts. Thus, the laser strengthening shot peening, technology and traditional cold extrusion technology has a certain similarity, but also has the very big difference. In the aluminum alloy holes in this paper strengthen the laser strengthening technology, by using the method of simulation optimization research and exploration hole reinforcement distribution using the residual stress in technology, aims to make theoretical foundation for improving the fatigue life of optimization of plate material. In this paper, the main work and results are as follows：
(1) Based on the finite element software ABAQUS as a platform, the finite element model is established under the high strain rate of laser shock processing.
(2) The impact range, power density, impact frequency, laser pulse width as the research object, simulation and analysis of these factors in a separate change, laser shock on the sheet surface, thickness, hole wall under the influence of surface residual stress distribution.
Keywrods：Aluminum alloy；Small hole with laser shock processing；Residual stress；Optimization

目錄
第一章 緒論 6
1.1引言 6
1.2傳統(tǒng)孔強(qiáng)化技術(shù) 7
1.2.1機(jī)械噴丸技術(shù) 7
1.2.2 冷擠壓技術(shù) 9
1.3激光沖擊強(qiáng)化技術(shù) 10
1.3.1激光沖擊強(qiáng)化原理 10
1.3.2 激光沖擊強(qiáng)化的特點(diǎn) 12
1.3.3激光沖擊小孔強(qiáng)化的研究現(xiàn)狀 13
1.4殘余應(yīng)力的研究現(xiàn)狀 16
1.4.1殘余應(yīng)力的分類 16
1.4.2殘余應(yīng)力的測試方法 17
1.4.3激光沖擊強(qiáng)化殘余應(yīng)力分布研究現(xiàn)狀 18
1.5本課題的主要研究內(nèi)容 19
第二章 激光沖擊強(qiáng)化的建模與殘余應(yīng)力場的形成 20
2.1引言 20
2.2有限元模型的建立 20
2.2.1激光沖擊有限元模擬的理論基礎(chǔ) 20
2.2.2單元類型的選擇和網(wǎng)格劃分 21
2.2．3邊界條件的處理 23
2.2.4材料高應(yīng)變率下的動態(tài)本構(gòu)關(guān)系 24
2.2.5沖擊波壓力的加載 25
2.3激光沖擊強(qiáng)化殘余應(yīng)力場的形成 28
2.3.1激光沖擊波加載下材料表層的塑性變形過程 28
2.3.2激光沖擊波加載下材料中殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)理 31
2.4本章小結(jié) 33
第三章 不同工藝參數(shù)對殘余應(yīng)力分布規(guī)律的影響 34
3.1引言 34
3.2有限元數(shù)值仿真 34
3.2.1搭接沖擊處理方法與搭接率 34
3.2.2開孔過程模擬 35
3．3不同沖擊范圍對殘余應(yīng)力分布的影響 37
3．4不同功率密度對殘余應(yīng)力分布的影響 40
3．5不同沖擊次數(shù)對殘余應(yīng)力分布的影響 43
3．6不同脈寬對殘余應(yīng)力分布的影響 46
3．7本章小結(jié) 49
第四章 全文總結(jié) 51
致謝 53
參考文獻(xiàn) 54