激光沖擊強化孔周表面的研究.pdf

1、激光沖擊強化技術(shù)作為一種新型的表面處理技術(shù)，能大幅提高金屬零件的疲勞壽命，在航空航天、汽車、國防裝備等工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用前景，研究激光沖擊強化技術(shù)的應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　 本課題基于激光沖擊強化技術(shù)，針對機身鉚釘孔周圍的表面展開了激光沖擊強化的相關(guān)工藝方法，激光誘導殘余應(yīng)力場的形成過程，激光參數(shù)對殘余應(yīng)力場的影響和設(shè)備系統(tǒng)研究，所研究的主要內(nèi)容如下：
　　 （1）分析了約束模式下激光沖擊波壓力計算的Fabb

2、ro模型。在此基礎(chǔ)上，從激光誘導等離子體沖擊波產(chǎn)生的宏觀和微觀機理出發(fā)，闡述了等離子體的形成過程以及沖擊波的形成機制。
　　 （2）采用一維應(yīng)變平面波理論和數(shù)值模擬兩種研究方法對激光沖擊波在孔周表面中的傳播過程以及該孔周表面在激光沖擊波作用下的動態(tài)響應(yīng)進行了分析，探討了激光沖擊波誘導殘余應(yīng)力場的形成機制。
　　 （3）提出了激光沖擊強化處理工藝方法實施的方案，對約束層和吸收層的作用進行了分析，確定了吸收層和自由約束層的選

3、擇原則。另外，探討了激光沖擊參數(shù)選擇的原則。
　　 （4）以ANSYS/LS-DYNA為平臺，建立了相對合理的有限元分析模型，模擬分析了應(yīng)力波傳播過程及材料的動態(tài)響應(yīng)，對單點沖擊殘余應(yīng)力場的分布以及單因素法情況下激光沖擊參數(shù)對殘余應(yīng)力場的影響進行了模擬研究，得出了其分布及其影響的規(guī)律，由此獲得了激光沖擊參數(shù)優(yōu)化組合的范圍。
　　 （5）對飛機機身鉚釘孔周表面提出了激光沖擊強化設(shè)備系統(tǒng)的模型，探討了光纖耦合系統(tǒng)和激光沖擊強