激光沖擊處理改善鋁合金疲勞性能研究.pdf

1、激光沖擊處理是一種利用激光誘導的沖擊波在金屬材料表層引入殘余壓應力，從而改善材料的疲勞性能的一種新型表面改性技術。由于鋁合金的比強度高，在航空航天領域及其它工業(yè)領域得到了廣泛的應用。因此，對鋁合金進行激光沖擊處理，研究其對疲勞性能的影響具有非常重要的意義。
　　 本文采用試驗與數(shù)值分析相結(jié)合的方法，對激光沖擊誘導殘余應力場及其對疲勞性能的影響進行了較為系統(tǒng)的研究。
　　 以LS-DYNA為平臺，建立了激光沖擊處理7075

2、-T651鋁合金誘導殘余應力場的有限元分析模型。詳細地分析、討論了建模過程中的如網(wǎng)格劃分、材料模型選擇等幾個關鍵問題。分析了激光沖擊波峰值壓力及沖擊次數(shù)對殘余應力場的影響，以此優(yōu)化激光沖擊處理參數(shù)。對7075-T651鋁合金進行了激光沖擊處理試驗，并用X射線衍射法測量了其誘導的殘余應力，并將試驗結(jié)果與模擬結(jié)果進行了對比，發(fā)現(xiàn)兩者變化趨勢基本吻合，驗證了此模型的正確性。
　　 基于激光沖擊產(chǎn)生殘余應力的機理，提出了能考慮試樣形狀對

3、殘余應力場影響的方法，并建立了相關的有限元模型。利用此模型預測了激光沖擊處理平板試樣的殘余應力場，所得的結(jié)果與已有試驗結(jié)果有較好的一致性，說明此方法與模型是可靠的。分析了激光沖擊處理圓角試樣的殘余應力場，發(fā)現(xiàn)試樣形狀對殘余應力的大小與分布都存在影響。為激光沖擊處理帶有幾何特征形狀試樣的殘余應力場的數(shù)值模擬提供了基本方法。
　　 采用優(yōu)化的激光沖擊處理參數(shù)對7075-T651鋁合金疲勞試樣進行激光沖擊處理，測定了激光沖擊處理前后試