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文檔簡(jiǎn)介
1、傳統(tǒng)的強(qiáng)化技術(shù),如冷擠壓、機(jī)械噴丸,由于其自身技術(shù)特點(diǎn),在小孔抗疲勞強(qiáng)化的應(yīng)用上受到限制,效果也不太理想。激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)具有加工柔性高、強(qiáng)化效果好等優(yōu)勢(shì),在小孔強(qiáng)化領(lǐng)域越來越受到重視。本文采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了沖擊范圍對(duì)小孔激光沖擊強(qiáng)化工藝和疲勞特性的影響,其主要內(nèi)容如下:
介紹了國內(nèi)外小孔激光沖擊強(qiáng)化抗疲勞及其沖擊范圍的研究現(xiàn)狀,研究分析了激光沖擊處理后材料殘余應(yīng)力場(chǎng)的形成和疊加機(jī)理;從應(yīng)力強(qiáng)度因子和疲勞裂
2、紋萌生與擴(kuò)展的角度,分析了殘余應(yīng)力場(chǎng)對(duì)小孔構(gòu)件疲勞壽命影響的機(jī)制。
建立了7050-T7451鋁合金激光沖擊強(qiáng)化的ABAQUS仿真模型,并對(duì)建模關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。通過仿真研究,分析了不同沖擊范圍下小孔構(gòu)件激光沖擊強(qiáng)化后殘余應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律。研究認(rèn)為,對(duì)應(yīng)于合理的殘余應(yīng)力分布,存在一個(gè)適當(dāng)激光沖擊范圍;研究了單雙面沖擊強(qiáng)化、峰值壓力、激光脈寬、沖擊層數(shù)、板料邊緣等因素對(duì)沖擊范圍選擇的影響,并確定了沖擊范圍的合理數(shù)值。
3、 采用仿真研究的方法,在以上確定的沖擊范圍的基礎(chǔ)上,以光斑大小、板厚、峰值壓力為因素和在三水平下進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn),研究了三個(gè)因素對(duì)板料殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響,分析并優(yōu)化了其參數(shù)的選擇。
以數(shù)值分析結(jié)果為依據(jù),進(jìn)行了基于不同沖擊范圍的7050鋁合金小孔激光沖擊強(qiáng)化和疲勞試驗(yàn)。結(jié)果表明:雙面沖擊強(qiáng)化采用9mm×9mm的沖擊范圍時(shí)可有效提高小孔構(gòu)件的疲勞壽命,而采用14mm(強(qiáng)化區(qū)域附近的試樣寬度)×15mm的沖擊范圍時(shí)強(qiáng)化后的疲勞壽命產(chǎn)生
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