激光沖擊懸臂板變形的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、激光噴丸技術(shù)作為一種新型的表面強(qiáng)化工藝，在航空航天、電站、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域具有十分樂(lè)觀的應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于復(fù)雜薄壁零件，激光噴丸處理過(guò)程中產(chǎn)生的強(qiáng)沖擊波容易使其發(fā)生變形，如何既能保證強(qiáng)化質(zhì)量又能有效控制變形在誤差范圍內(nèi)，是目前迫切需要解決的問(wèn)題。本文研究了激光沖擊誘導(dǎo)板料彎曲變形的過(guò)程，討論了影響變形的主要因素，并且研究了激光噴丸技術(shù)對(duì)材料性能的影響。論文主要研究工作如下:
　　(1)基于Fabbro模型和沖擊動(dòng)力學(xué)，建立了一端

2、約束、自由端中心區(qū)域受激光沖擊的懸臂板變形的分析模型。分析表明可以忽略激光加載階段板料的變形，將成形過(guò)程簡(jiǎn)化成兩個(gè)階段，分別對(duì)這兩個(gè)階段進(jìn)行了分析計(jì)算。通過(guò)2Cr13不銹鋼板料的激光噴丸處理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了解析模型的準(zhǔn)確性。
　　(2)建立了激光沖擊懸臂板的仿真模型，利用ABAQUS中的顯式動(dòng)態(tài)分析模塊對(duì)板料的變形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，獲得了數(shù)值模擬過(guò)程中需要注意的關(guān)鍵問(wèn)題，分析了板料厚度、沖擊次數(shù)以及搭接沖擊對(duì)板料變形的影響。

3、>　　(3)在理論分析和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上對(duì)2Cr13不銹鋼懸臂板進(jìn)行方形光斑激光噴丸實(shí)驗(yàn)研究，研究了不同工藝參數(shù)對(duì)沖擊變形的影響。在理論分析基礎(chǔ)上結(jié)合仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，獲得了激光能量、脈沖寬度、材料尺寸等主要影響因素對(duì)板料變形的影Ⅱ向規(guī)律。通過(guò)這些影響規(guī)律可以預(yù)測(cè)工藝參數(shù)對(duì)板料變形的影響，同時(shí)可以根據(jù)待處理靶材的形變誤差范圍來(lái)確定激光噴丸工藝參數(shù)。
　　(4)實(shí)驗(yàn)研究了方形光斑激光噴丸對(duì)2Cr13不銹鋼材料表面形貌及力學(xué)性能的影