平顶光束多点激光冲击薄壁件的强化与变形研究

发布时间：2020-12-09 07:55

　　激光冲击处理技术作为一种新型的表面处理技术,在航空整体叶盘冲击强化、航空机匣激光冲击校形、飞机壁板激光冲击成形、汽车制造、船舶制造等领域均有着广泛的应用价值。薄壁件由于其具有重量轻、比强度高的特点,在航空航天发动机中已有广泛应用。薄壁件刚度低,在对其进行激光冲击处理过程中极易产生宏观变形,如何实现薄壁件结构激光冲击处理的形性协调控制是迫切需要解决的问题。本文在中国航发湖南动力机械研究所（608所）XXX项目、国家自然科学基金辽宁省联合基金项目（U1608259）及国家重点研发计划（2016YFB1102601）的资助下,以航空航天发动机中已广泛应用的GH4169高温合金薄壁件为研究对象,进行了平顶光束多点激光冲击薄壁件的强化与变形研究,获得了以下主要结论和创新性成果:（1）构建了三维平顶光束激光冲击波加载的理论模型,采用一种改进的方法进行多点激光冲击强化的数值模拟研究,在整个数值模拟流程中只需进行显式分析,大大节省了建模分析的工作量,获得了不同光斑搭接率和激光冲击次数对残余应力分布的影响规律。在进行激光冲击强化数值模拟的基础上,对激光冲击强化薄壁件施加循环载荷,开展了循环载荷作用下残余... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

激光冲击处理原理图

东南大学博士学位论文 0 200 03ln 113m a R rP P tm R a R 2023 ln 12 3ln 1sa h =a a ，a 为冲击波压力作用面积，R0为凹模孔半径，料的屈服强度，h 为板料厚度，r 为到凹模中心的距离（如图 1-2）。

激光功率密度呈线性增加趋势，功率密度高于 3GW/cm时，弯脉冲激光对 2024 铝合金进行单面冲击成形实验发现，激光功应变大小及分布的影响，进而影响铝合金板的弯曲变形[27]。对冲击，研究发现随着激光能量从 675mJ 增加到 1900mJ，铝板的数击可以增大表面残余压应力和影响层深度[29-32]。但随着冲击次服强度增加，进而阻碍材料的塑性变形，对 1Cr11Ni2W2MoV击强化实验，结果表明表面残余压应力随着冲击次数的增加逐冲击次数过多会使零件表面变形过大，产生显微硬度、残余压经过激光冲击处理后，表面微观组织发生明显变化，随着冲击错、位错胞、纳米晶等等微观组织特征，相关研究对象涉及到Y2 铝合金等[35-38]。


本文编号：2906551