不同搭接率下激光冲击金属残余应力场的数值模拟与分析.doc

不同搭接率下激光冲击金属残余应力场的数值模拟与分析

1.9万字 43页 原创作品，通过查重系统

摘要
激光冲击强化技术是一种新型金属材料表面强化技术利用激光等离子体冲击波的力学效应在金属表面形成较大、较深的残余压应力残余压应力会降低交变载荷中的拉应力水平，使平均应力水平下降，从而提高疲劳裂纹萌生寿命。同时残余压应力的存在，可引起裂纹的闭合效应，从而有效降低疲劳裂纹扩展的驱动力，延长疲劳裂纹扩展寿命。同时伴随产生表层晶粒细化和高密度位错、形变孪晶等亚结构组织从而大幅提高金属材料的性能。该技术对改善金属材料性能有重要意义。
本文基于有限元软件ABAQUS处理高度非线性问题的强大功能。根据激光冲击金属的原理，用ABAQUS软件构造304不锈钢薄板的机械模型，定义边界条件，材料属性，设置分析步，确定表面位置，第一次加载荷显式分析和回弹分析，将第一次冲击结果输入再次加载。通过改变表面的位置来模拟不同的搭接率（30%，50%，70%）下的激光冲击的过程，得到3种不同的剖面及平面残余应力云纹图，得出在一定范围内，残余压应力值随着搭接率的增加而增加，但搭接率过大也会影响生产效率的结论。


关键词：激光冲击强化技术 残余应力场 有限元软件 数值模拟与分析