鎂合金飛秒激光沖擊的數值仿真及應用.pdf

1、獨創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內容以外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果，也不包含為獲得江蘇大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名：尋曼龍砂污年6月／D日江蘇大學碩士學位論文摘要飛秒激光具有超短的脈沖寬度

2、和極高的脈沖峰值功率，可以利用其對金屬材料進行有選擇性的微結構改性，能夠將激光能量精確地照射到需要加工的區(qū)域，達到對材料精細加工的目的。由于飛秒激光與材料作用時間很短，在加工過程中產生的熱量很少，減少了熱損傷帶來的影響，從而提高了材料的加工質量。與傳統加工方式相比，飛秒激光的加工特性更好，因此在微加工領域具有廣泛的應用前景。論文主要分為以下幾個部分1闡述了飛秒激光加工的研究進展及飛秒激光加工的一般理論。激光誘導等離子沖擊波原理、特性及在

3、介質中傳播的基本規(guī)律。2采用有限元分析法對飛秒激光沖擊AZ31B鎂合金進行數值模擬，研究了激光沖擊處理對鎂合金變形過程的影響，分析了單脈沖激光沖擊下材料內部的位移、動能、應力和應變的分布情況，得到了材料的瞬態(tài)速度和應變率變化過程。仿真結果表明，單脈沖飛秒激光沖擊鎂合金產生的塑性變形，可在材料表面形成微米級凹坑，中心點處最大位移為34_un，最大變形速度390m／s；在沖擊初期，材料表面的應力和應變主要分布在沖擊區(qū)域中心節(jié)點和邊緣附近，并

4、且可以得到鎂合金的最大應力和最大應變率分別為955MPa和18x106S～。研究結果能夠為深入分析飛秒激光與鎂合金作用時材料變形參量的變化規(guī)律提供數值理論依據。3分析了飛秒激光的脈沖能量，光斑半徑對材料去除的影響。研究了不同工藝參數和材料應力、應變的對應關系。結合激光沖擊成形理論，總結了激光脈沖能量和激光光斑半徑主要參數對應力、應變值的影響規(guī)律。分析結果表明，隨著激光能量和光斑半徑的增大，材料的最大應變力增大，最大應變提高。關鍵詞：激光