激光沖擊處理40Cr鋼及其殘余應力場數(shù)值模擬.pdf

1、激光沖擊處理技術是利用高功率密度、短脈沖激光束輻射金屬材料，使材料表面涂層迅速汽化形成等離子體并膨脹爆炸產(chǎn)生高壓沖擊波，該沖擊波使材料表層顯微組織發(fā)生改變，并在材料表層形成高殘余壓應力，從而提高金屬材料表面硬度、抗磨損、抗腐蝕和抗疲勞等力學性能的一種新型表面改性處理技術。激光沖擊強化處理無需改變材料的表面化學成分，而可使材料的表面性能得到有效強化，尤其是能夠大幅提高金屬材料的疲勞壽命，在航空航天、汽車、內(nèi)燃機、工程機械等現(xiàn)代制造業(yè)領域具

2、有廣闊的應用前景。 本文論述了激光沖擊處理中的激光沖擊波特性；從塑性動力學、應力波理論出發(fā)，分析了激光沖擊波作用下材料的本構關系，分析了典型激光沖擊波在材料中的傳播過程。分析了激光沖擊處理對40Cr鋼表面顯微硬度、殘余應力的影響；激光沖擊處理40Cr鋼實驗結果表明激光沖擊處理能使40Cr鋼表層顯微組織中產(chǎn)生高密度位錯，提高了40Cr鋼表面顯微硬度，并使40Cr鋼表層獲得高的殘余壓應力?；诩す鉀_擊處理40Ct鋼的實驗結果，采用顯

3、式動力有限元軟件ANSYS/LS-DYNA對激光沖擊處理殘余應力場進行三維數(shù)值模擬；分析了在ANSYS環(huán)境下建立激光沖擊處理有限元模型的幾個主要問題處理方法；建立了激光沖擊處理40Ct-鋼殘余應力場有限元分析模型，實現(xiàn)了激光沖擊40Cr鋼殘余應力場的數(shù)值模擬。從模擬過程中的應力波傳播、模型各種能量變化出發(fā)，分析驗證了模擬過程的合理性；討論了40Cr鋼殘余應力場的數(shù)值模擬結果，部分實測殘余應力數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)對比表明兩者之間有著較好的一致性