az31镁合金激光冲击强化实验及其有限元模拟.doc
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az31镁合金激光冲击强化实验及其有限元模拟,az31镁合金激光冲击强化实验及其有限元模拟experiment and finite element simulation of az31 magnesium alloy by laser shock peening 1.78万字43页原创作品，已通过查重系统目录第一章绪论11.1镁及镁合金11.1.1镁及镁合金的简...
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AZ31镁合金激光冲击强化实验及其有限元模拟
Experiment and finite element simulation of AZ31 magnesium alloy by laser shock peening
1.78万字 43页 原创作品，已通过查重系统
目录
第一章 绪论 1
1.1 镁及镁合金 1
1.1.1镁及镁合金的简述 1
1.1.2镁及镁合金的应用 1
1.2 激光与激光加工技术 3
1.3 有限元模拟简介 4
1.3.1有限元分析的发展 4
1.3.2有限元分析的应用 6
1.4 ABAQUS的应用与发展 8
1.4.1 ABAQUS简介 8
1.4.2 ABAQUS的应用和发展 9
1.5 本文主要研究内容 10
第二章 实验材料及研究方法 11
2.1 实验材料 11
2.1.1 靶材材料 11
2.1.2 约束层和吸收层材料 11
2.2 实验设备及实验方法 11
2.2.1 实验仪器 11
2.2.2 激光冲击强化原理 12
2.2.3 实验方案 13
2.2.4 试验方法 14
第三章 模拟结果与分析 15
3.1 ABAQUS简介与分析过程建立 15
3.1.1 ABAQUS的模块和应用 15
3.1.2 有限元模块的分析和选择 15
3.1.3 材料的本构模型 16
3.1.4 网格的划分 17
3.1.5 边界定义和冲击波的加载 17
3.2 单点激光冲击强化残余应力分布 19
3.2.1 残余应力与强化深度分布 19
3.2.2 单点强化实验与模拟结果对比 20
3.2.3 冲击次数对表面残余应力的影响 21
3.3 激光冲击区域强化实验与模拟结果 22
3.3.1 无孔激光冲击区域强化结果 22
3.3.2 中心孔激光冲击区域强化 26
3.4 区域强化实验与模拟结果对比 30
3.5 无孔区域强化与中心孔强化结果对比 31
3.6 小结 32
结论 33
展望 34
致谢 35
参考文献 36
摘要 镁是地球上储量最丰富的元素之一。近年来，镁合金的研究应用已经取得重要的进展，镁合金具有比强度、比刚度高及综合力学性能优良等诸多优点，是继钢铁、铝之后又一种重要的结构材料。尽管镁的工业化生产只有半个世纪的历史，但镁已广泛应用于航空航天、船舶、化工及兵器工业等领域。由于镁合金冷加工非常困难，塑性成形是镁合金零件生产的主要途径，因而镁合金加工工艺的研究发展状况反映着一个国家镁合金的应用水平。激光加工技术在上世纪激光问世不久就受到人们的重视，经过40多年的发展，至今已成为先进制造技术的重要组成部分。激光加工具有高精度，自动化，易控制，热影响区小等优点。实验将激光加工技术与AZ31镁合金材料结合，对AZ31镁合金进行激光冲击成形及激光冲击强化，并对AZ31镁合金组织和性能进行探讨研究。实验结果总结如下：
1．激光冲击强化能够在材料表面产生均匀的残余压应力，提高材料的强度，耐腐蚀性，实现金属板材的强化。
2．对单点强化下试样冲击表面和厚度方向的残余应力以及多次冲击后的分布情况进行分析，发现随着峰值压力和冲击次数的增加，残余压应力值是增加的，但会趋于一个饱和值，同时冲击的深度也是不断加深的。
3．分析了无孔区域强化和带中心孔区域强化两种方案下，试样冲击表面，冲击背面以及厚度方向在不同峰值压力下的残余应力分布。
4．有限元模拟分析得出相同峰值压力下，带中心孔的区域强化试样的孔边缘效应对于残余应力值和残余压应力层深度均有较大的影响。
关键词:镁合金；激光冲击；残余压应力；有限元模拟
Experiment and finite element simulation of AZ31 magnesium alloy by laser shock peening
1.78万字 43页 原创作品，已通过查重系统
目录
第一章 绪论 1
1.1 镁及镁合金 1
1.1.1镁及镁合金的简述 1
1.1.2镁及镁合金的应用 1
1.2 激光与激光加工技术 3
1.3 有限元模拟简介 4
1.3.1有限元分析的发展 4
1.3.2有限元分析的应用 6
1.4 ABAQUS的应用与发展 8
1.4.1 ABAQUS简介 8
1.4.2 ABAQUS的应用和发展 9
1.5 本文主要研究内容 10
第二章 实验材料及研究方法 11
2.1 实验材料 11
2.1.1 靶材材料 11
2.1.2 约束层和吸收层材料 11
2.2 实验设备及实验方法 11
2.2.1 实验仪器 11
2.2.2 激光冲击强化原理 12
2.2.3 实验方案 13
2.2.4 试验方法 14
第三章 模拟结果与分析 15
3.1 ABAQUS简介与分析过程建立 15
3.1.1 ABAQUS的模块和应用 15
3.1.2 有限元模块的分析和选择 15
3.1.3 材料的本构模型 16
3.1.4 网格的划分 17
3.1.5 边界定义和冲击波的加载 17
3.2 单点激光冲击强化残余应力分布 19
3.2.1 残余应力与强化深度分布 19
3.2.2 单点强化实验与模拟结果对比 20
3.2.3 冲击次数对表面残余应力的影响 21
3.3 激光冲击区域强化实验与模拟结果 22
3.3.1 无孔激光冲击区域强化结果 22
3.3.2 中心孔激光冲击区域强化 26
3.4 区域强化实验与模拟结果对比 30
3.5 无孔区域强化与中心孔强化结果对比 31
3.6 小结 32
结论 33
展望 34
致谢 35
参考文献 36
摘要 镁是地球上储量最丰富的元素之一。近年来，镁合金的研究应用已经取得重要的进展，镁合金具有比强度、比刚度高及综合力学性能优良等诸多优点，是继钢铁、铝之后又一种重要的结构材料。尽管镁的工业化生产只有半个世纪的历史，但镁已广泛应用于航空航天、船舶、化工及兵器工业等领域。由于镁合金冷加工非常困难，塑性成形是镁合金零件生产的主要途径，因而镁合金加工工艺的研究发展状况反映着一个国家镁合金的应用水平。激光加工技术在上世纪激光问世不久就受到人们的重视，经过40多年的发展，至今已成为先进制造技术的重要组成部分。激光加工具有高精度，自动化，易控制，热影响区小等优点。实验将激光加工技术与AZ31镁合金材料结合，对AZ31镁合金进行激光冲击成形及激光冲击强化，并对AZ31镁合金组织和性能进行探讨研究。实验结果总结如下：
1．激光冲击强化能够在材料表面产生均匀的残余压应力，提高材料的强度，耐腐蚀性，实现金属板材的强化。
2．对单点强化下试样冲击表面和厚度方向的残余应力以及多次冲击后的分布情况进行分析，发现随着峰值压力和冲击次数的增加，残余压应力值是增加的，但会趋于一个饱和值，同时冲击的深度也是不断加深的。
3．分析了无孔区域强化和带中心孔区域强化两种方案下，试样冲击表面，冲击背面以及厚度方向在不同峰值压力下的残余应力分布。
4．有限元模拟分析得出相同峰值压力下，带中心孔的区域强化试样的孔边缘效应对于残余应力值和残余压应力层深度均有较大的影响。
关键词:镁合金；激光冲击；残余压应力；有限元模拟
