激光冲击强化金属表面残余应力场的数值模拟与分析.doc

激光冲击强化金属表面残余应力场的数值模拟与分析

1.8万字 43页 原创作品，通过查重系统


摘要 激光冲击强化处理技术是利用高功率密度、短脉冲激光束作用于金属材料，使材料表面涂层吸收激光能量并迅速汽化形成等离子体，然后膨胀爆炸产生高压冲击波，这个冲击波能够改变材料表层显微组织，同时在材料表层形成高残余压应力，进而提高金属材料的抗疲劳、耐磨损和抗腐蚀能力的一种高新技术。激光冲击强化处理不需要改变材料的表面化学成分，而可有效强化金属材料表面的各种性能，特别指出的是该技术能大幅提高金属材料的疲劳寿命，在汽车、造船、航空和通用机械制造等工业中具有广阔的应用前景。
分析了激光冲击强化的主要机理以及冲击波在材料中的传播和衰减规律。研究了金属材料在冲击波作用下内部的各个响应过程，以及冲击波作用下金属材料内部残余应力的分布特征，根据其特征形态的不同探讨了激光冲击强化中影响残余应力形态的主要因素。
本文以ABAQUS软件为平台，建立了高应变率条件下激光冲击过程的有限元分析模型，编制专用的激光强化分析模块，对激光冲击铝合金的表面动态应力、残余应力各表征值进行了有限元模拟研究， 重点研究了激光冲击参数(激光功率密度、脉冲宽度、激光光斑直径)对激光冲击处理6061-T6铝合金残余应力场的影响，从而得出其最佳工艺参数。



关键词： 激光冲击 残余应力 ABAQUSA软件 数值模拟