激光冲击钛合金板料的有限元模拟

激光冲击强化技术（LSP）是一种新型的表面处理技术,它利用激光冲击波作用靶材表面而产生残余压应力场.通过有限元软件模拟（FEM）可以分析激光冲击强化处理后靶材的残余压应力场分布,分析材料表面和深度方向的残余应力场的分布情况.先分析了材料的本构模型、激光冲击波的峰值压力的计算、有限元单元类型的选取、边界条件的处理等条件;再通过有限元软件ABAQUS对激光冲击TC4钛合金板料进行了数值模拟,分析了残余应力场的分布特点.     

基于激光冲击波技术的铝合金圆杆件强化研究

激光冲击强化技术是利用方向和能量高度集中的激光束作为工具,对材料进行表面强化改性,是近年来快速发展的构件延寿技术。文中运用数值模拟的方法对铝合金圆杆件进行激光冲击强化,分析圆杆被激光冲击作用后,应力波在其内部沿纵向和径向的衰减特性,探讨单点多次冲击后铝合金圆杆件表面残余应力场的分布情况。     

激光冲击处理对曲轴疲劳强度的影响

利用激光冲击波对曲轴连杆轴颈圆角进行了强化处理,通过液压伺服疲劳试验研究激光冲击处理工艺对曲轴扭转疲劳强度的影响,利用X射线衍射法分析激光冲击处理后轴颈圆角处残余应力的分布规律,利用扫描电镜观察激光冲击处理表面微结构,分析激光冲击处理提高曲轴疲劳强度的微观机理。结果表明,激光冲击处理在曲轴圆角表面产生了残余压应力场,曲轴疲劳寿命显著提高,疲劳裂纹扩展速率大大降低;残余压应力场提高是激光冲击处理改善曲轴疲劳性能的主要机制。     

曲轴表面激光冲击强化的数值仿真

应用ANSYS有限元分析软件,分析了激光冲击强化对柴油机曲轴过渡圆角处的残余应力分布影响,比较模拟结果与试验值,得到的模拟结果与试验值基本吻合,证明了有限元模拟的方法及模拟前相关参数制定的正确性。通过ANSYS模拟,可优化激光冲击强化的相关参数,使曲轴过渡圆角处产生有利的残余应力场。     

激光冲击强化钛合金材料数值模拟

航空发动机叶片工作环境相对严苛,合理运用表面处理技术,能在不改变叶片材料的前提下,提高叶片的抗外物损伤与疲劳性能。基于ANSYS/LS-DYNA和LS-PREPOST有限元软件开展激光冲击强化钛合金材料的数值仿真研究。通过残余应力分布和表面形貌变化的比较,分析激光冲击强化过程对钛合金材料的影响。结果表明：激光冲击强化处理可使外物损伤模型冲击处发生塑性应变,引入残余应力,达到强化目的。     

外物形状对发动机叶片中残余应力场的影响分析

综合运用显、隐式有限元算法对航空发动机叶片进气边受不同形状外物的撞击进行数值分析,在Ansys/LS-DYNA中进行不同形状外物撞击的瞬态显式分析,然后通过显—隐式算法的转换,获得受不同形状的外物撞击后叶片中的残余应力场分布。结果表明,外物的形状对叶片所受的损伤是有影响的,外物撞击部位的形状越尖锐,撞击叶片后叶片中分布的最大残余拉应力值越大,导致叶片的抗疲劳强度受削弱较大;几何外形相近的外物撞击后,叶片中的残余应力场分布趋势相近。     

基于Abaqus的喷丸满覆盖率实现及残余应力场预测

提出单弹丸冲击计算弹痕直径和多弹丸顺序冲击计算残余应力场的有限元模型,针对40Cr钢在有限元分析软件Abaqus中准确模拟喷丸覆盖率并计算残余应力场。与常用的经验方程、解析模型预测结果比较,有限元模型预测残余应力场的效果更好,对表面残余压应力、最大残余压应力和压应力场深度的预测误差在10%以内,对最大残余压应力所在位置的预测具有较好的分析结果。实验表明,该有限元模型有较好的工程指导意义。     

激光冲击强化对金属显微组织及其机械性能的影响

简述了激光冲击强化的基本原理,重点说明了激光冲击强化对金属显微组织及其机械性能的影响,讨论了激光冲击强化中的相变问题以及残余压应力的数值模拟.激光冲击强化金属后材料表层发生塑性变形,产生了高密度位错,孪晶,以及很大的残余压应力,提高了材料的硬度,耐腐蚀性,疲劳强度,从而有效地改善了材料的综合机械性能.     

钛合金激光冲击强化层的残余应力及显微组织

对TC6钛合金进行了激光冲击强化(LSP),对强化层的残余应力分布进行了测试,应用透射电子显微镜对强化层的显微组织进行了观察。结果表明:TC6钛合金LSP的最佳功率密度为4GW.cm-2,LSP能在材料表层产生高的残余压应力场,表面残余压应力可达530.4 MPa;LSP可在钛合金表层产生高密度位错和纳米晶,纳米晶尺寸在10～100nm。     

超声冲击处理对316LN不锈钢残余应力影响的数值模拟

采用超声冲击处理技术对316LN奥氏体不锈钢试样进行残余应力模拟分析,得出不同影响因素对残余应力的影响。采用有限元分析软件ABAQUS模拟了超声冲击处理对316LN奥氏体不锈钢的冲击过程,分析了不同的冲击针形状和尺寸、冲击功率以及冲击次数等参数的影响。结果表明,平头针超声冲击产生的应力场较圆头针均匀,而圆头针产生的残余应力数值较大,φ5mm平头针产生的残余应力范围略φ4mm平头针;提高冲击次数,应力场数值和范围均有显著增加,冲击3次后产生的残余压应力值为0.5MPa,约为单次冲击后的2倍,但继续将冲击次数增加到6次时产生的残余应力较冲击3次后产生的残余应力变化并不大;随着冲击功率的增加,残余应力场的数值和范围也逐渐增加,但增加的幅度并不明显。通过对不同冲击因素进行研究,发现了超声冲击对于提高材料表面残余应力的有效性,可为今后工艺优化提供一定的依据支持。