激光冲击强化对TC4合金抗疲劳性能的影响
发布时间：2020-12-26 07:51
激光冲击强化是一种可细化材料表层晶粒、提高其抗疲劳等机械性能的先进表面改性技术。与喷丸强化相比,该技术具有高效、超高应变率等特点,已广泛应用于航空等领域。本文以TC4合金为对象,通过数值模拟和实验相结合的方法获取了其在高应变率下Johnson-Cook本构模型参数,分析了激光冲击作用下该合金的动态响应过程,探究了激光冲击对其抗疲劳性能的影响。本文的主要工作及结论如下:（1）在室温条件下,分别进行应变率为0.01 s-1、0.001 s-1下的准静态压缩和103104 s-1下的分离式霍普金森压杆实验,获得了该合金在不同应变率下的TC4合金真实应力应变关系曲线,根据实验结果得到了Johnson-Cook本构模型参数,其中A、B、n及C分别为958.1、488.3、0.46和0.018;（2）建立激光单次冲击TC4合金有限元模型,采用实验获取的Johnson-Cook模型参数,通过ABAQUS软件研究了TC4合金在激光单次冲击下的动态响应过程,数值分析了激光冲...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光冲击原理示意图
滚压技术则是利用特定滚压设备作用于材料表面，使其表层产生局部的塑性变形，从而达到降低材料表面粗糙度、提高表面硬度的效果。图1.2 喷丸强化 图1.3 表面滚压技术相比于上述两种表面强化处理技术，LSP 有着以下特征。1）它是一个高能（GW 量级）、高压（GPa）及超高应变率（105-106s-1）作用过程。喷丸及滚压强化技术中涉及的能量、压强及应变率远低于 LSP 处理过程。2）该过程是无接触的。在 LSP 过程中，材料表面只经受激光束辐照，而不会被如高速弹丸和滚压工具等直接接触。3）该过程是安全准确可控的。LSP 过程是由计算机实时控制，能够做到对指定区域进行强化，且实验过程中，可通过操纵机械臂来完成试样的移动，整个过程可保证操作者的安全问题。而在喷丸强化过程中，不能精确控制对指
滚压技术则是利用特定滚压设备作用于材料表面，使其表层产生局部的塑性变形，从而达到降低材料表面粗糙度、提高表面硬度的效果。图1.2 喷丸强化 图1.3 表面滚压技术相比于上述两种表面强化处理技术，LSP 有着以下特征。1）它是一个高能（GW 量级）、高压（GPa）及超高应变率（105-106s-1）作用过程。喷丸及滚压强化技术中涉及的能量、压强及应变率远低于 LSP 处理过程。2）该过程是无接触的。在 LSP 过程中，材料表面只经受激光束辐照，而不会被如高速弹丸和滚压工具等直接接触。3）该过程是安全准确可控的。LSP 过程是由计算机实时控制，能够做到对指定区域进行强化，且实验过程中，可通过操纵机械臂来完成试样的移动，整个过程可保证操作者的安全问题。而在喷丸强化过程中，不能精确控制对指
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光冲击690高强钢表面残余应力工艺优化模拟[J]. 陈浩天,曹宇鹏,花国然,杨聪,葛良辰. 金属热处理. 2018(10)
[2]激光冲击强化对304不锈钢疲劳寿命的影响[J]. 汪军,李民,汪静雪,张兴权,魏伟,戚晓利,王会廷. 中国激光. 2019(01)
[3]激光冲击强化H62黄铜摩擦磨损性能研究[J]. 段海峰,罗开玉,鲁金忠. 光学学报. 2018(10)
[4]钛合金薄壁构件激光冲击残余应力稳定性研究[J]. 何卫锋,李翔,聂祥樊,李应红,罗思海. 金属学报. 2018(03)
[5]激光冲击强化技术的应用现状与发展[J]. 吴嘉俊,赵吉宾,乔红超,陆莹,孙博宇,胡太友,张旖诺. 光电工程. 2018(02)
[6]三维平顶光束激光冲击2024铝合金的残余应力场数值模拟[J]. 朱然,张永康,孙桂芳,李普,张胜标,倪中华. 中国激光. 2017(08)
[7]激光冲击强化对TC17钛合金残余应力及显微组织的影响[J]. 孙浩,朱颖,郭伟,彭鹏,黄帅. 激光与光电子学进展. 2017(04)
[8]基于实验的钛合金优化动态本构模型与有限元模拟[J]. 李云飞,曾祥国,盛鹰,穆怀. 材料导报. 2016(24)
[9]紧固孔多点激光喷丸诱导残余应力的数值模拟[J]. 张兴权,黄志伟,章艳,叶小华,张义伟,段士伟,黄志来. 中国激光. 2016(06)
[10]纳秒脉冲激光诱导冲击波作用下TC17钛合金高应变率本构模型参数辨识[J]. 游熙,聂祥樊,何卫锋,李东霖. 中国激光. 2016(08)
硕士论文
[1]304不锈钢本构模型参数识别研究[D]. 李星星.华中科技大学 2012
[2]Ti6Al4V钛合金动态本构模型与高速切削有限元模拟研究[D]. 李川平.兰州理工大学 2011
本文编号：2939318
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光冲击原理示意图
滚压技术则是利用特定滚压设备作用于材料表面，使其表层产生局部的塑性变形，从而达到降低材料表面粗糙度、提高表面硬度的效果。图1.2 喷丸强化 图1.3 表面滚压技术相比于上述两种表面强化处理技术，LSP 有着以下特征。1）它是一个高能（GW 量级）、高压（GPa）及超高应变率（105-106s-1）作用过程。喷丸及滚压强化技术中涉及的能量、压强及应变率远低于 LSP 处理过程。2）该过程是无接触的。在 LSP 过程中，材料表面只经受激光束辐照，而不会被如高速弹丸和滚压工具等直接接触。3）该过程是安全准确可控的。LSP 过程是由计算机实时控制，能够做到对指定区域进行强化，且实验过程中，可通过操纵机械臂来完成试样的移动，整个过程可保证操作者的安全问题。而在喷丸强化过程中，不能精确控制对指
滚压技术则是利用特定滚压设备作用于材料表面，使其表层产生局部的塑性变形，从而达到降低材料表面粗糙度、提高表面硬度的效果。图1.2 喷丸强化 图1.3 表面滚压技术相比于上述两种表面强化处理技术，LSP 有着以下特征。1）它是一个高能（GW 量级）、高压（GPa）及超高应变率（105-106s-1）作用过程。喷丸及滚压强化技术中涉及的能量、压强及应变率远低于 LSP 处理过程。2）该过程是无接触的。在 LSP 过程中，材料表面只经受激光束辐照，而不会被如高速弹丸和滚压工具等直接接触。3）该过程是安全准确可控的。LSP 过程是由计算机实时控制，能够做到对指定区域进行强化，且实验过程中，可通过操纵机械臂来完成试样的移动，整个过程可保证操作者的安全问题。而在喷丸强化过程中，不能精确控制对指
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光冲击690高强钢表面残余应力工艺优化模拟[J]. 陈浩天,曹宇鹏,花国然,杨聪,葛良辰. 金属热处理. 2018(10)
[2]激光冲击强化对304不锈钢疲劳寿命的影响[J]. 汪军,李民,汪静雪,张兴权,魏伟,戚晓利,王会廷. 中国激光. 2019(01)
[3]激光冲击强化H62黄铜摩擦磨损性能研究[J]. 段海峰,罗开玉,鲁金忠. 光学学报. 2018(10)
[4]钛合金薄壁构件激光冲击残余应力稳定性研究[J]. 何卫锋,李翔,聂祥樊,李应红,罗思海. 金属学报. 2018(03)
[5]激光冲击强化技术的应用现状与发展[J]. 吴嘉俊,赵吉宾,乔红超,陆莹,孙博宇,胡太友,张旖诺. 光电工程. 2018(02)
[6]三维平顶光束激光冲击2024铝合金的残余应力场数值模拟[J]. 朱然,张永康,孙桂芳,李普,张胜标,倪中华. 中国激光. 2017(08)
[7]激光冲击强化对TC17钛合金残余应力及显微组织的影响[J]. 孙浩,朱颖,郭伟,彭鹏,黄帅. 激光与光电子学进展. 2017(04)
[8]基于实验的钛合金优化动态本构模型与有限元模拟[J]. 李云飞,曾祥国,盛鹰,穆怀. 材料导报. 2016(24)
[9]紧固孔多点激光喷丸诱导残余应力的数值模拟[J]. 张兴权,黄志伟,章艳,叶小华,张义伟,段士伟,黄志来. 中国激光. 2016(06)
[10]纳秒脉冲激光诱导冲击波作用下TC17钛合金高应变率本构模型参数辨识[J]. 游熙,聂祥樊,何卫锋,李东霖. 中国激光. 2016(08)
硕士论文
[1]304不锈钢本构模型参数识别研究[D]. 李星星.华中科技大学 2012
[2]Ti6Al4V钛合金动态本构模型与高速切削有限元模拟研究[D]. 李川平.兰州理工大学 2011
本文编号：2939318
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