激光冲击强化悬臂薄板的数值模拟与实验研究

分析了激光能量、冲击次数和搭接率对悬臂薄板激光冲击强化后的残余应力场和扭转变形的影响.结果 表明,悬臂薄板表面的最大残余压应力值和残余压应力深度与激光能量、冲击次数和搭接率之间为正相关关系.搭接率过小时,虽然悬臂薄板稳定性较好,但是靠近固定端处的残余压应力反而增大.搭接率过大会使搭接区冲击次数过多,冲击波穿透悬臂薄板程...     

防止薄板类压铸件变形的措施

以典型薄板压铸件加油机计数器架为例，分析了铸件变形的原因，从铸件结构、铸型设计和压铸工艺等方面采取了改进措施，取得了明显的效果     

基于激光喷丸的板料成形试验研究

利用不同能量的Nd∶Glass激光对不同厚度的LY12CZ航空铝合金进行了激光喷丸成形。激光脉冲参数为波长1.06μm,脉冲为23ns,光斑直径为7mm。试样尺寸为100mm×25mm。激光喷丸沿宽度方向进行,相邻光斑的距离为4mm。试样的表面涂有黑漆,流动的水帘作为约束层。结果表明,试样经多条激光喷丸后,试样变成了单曲率的圆筒形,试件表面都存在有益的残余压应力,曲率半径随激光脉冲能量加大而减小,随板料厚度的减小而加大,随喷丸条带间距的加大而加大。     

易变形件的激光相变强化

用激光相变硬化工艺处理了两批易变形工件，成品合格率为９５％－１００％。经激光处理后的工件用万能工具显微镜进行分析，建立起细长工件进行激光扫描后弯曲弯形的一种数学模型，并且探讨了工件沿轴向激光扫描后的变形趋势及其变化。     

变厚度悬臂矩形板的康托洛维奇法解

首次用康氏法获得了变厚度悬臂板的挠度函数，从而扩大了康氏法的应用范围，所用的计算原则与步骤也同样适用于其他边界组合的变厚度矩形板。     

薄板激光焊接热变形的检测

主要对5052铝合金薄板在激光焊接中的变形过程进行了全程监控,对焊接变形量进行了精确测量并得到焊接过程中待测点的变形量随时间变化的曲线.相对于传统的变形测量而言,采用独特的非接触数字图像相关技术全场测量法对激光焊接变形进行精确的测量,使用三维云图再现了变形量,并在不同焊接参数下对焊接变形量进行研究,得到焊接变形量随激光功率的增加而增加,随焊接速度的增加而减小,随着离焦量负值变为正值而减小.待测点的变形量在焊接过程中呈现持续增长的趋势,但是在不同的时间增长的速度不同.     

钛合金薄壁叶片喷丸变形的研究

目的 研究喷丸工艺对钛合金薄壁叶片变形的影响,找到解决喷丸变形的方法 .方法 对钛合金薄壁叶片进行喷丸强化,采用三坐标测定喷丸前后叶片的尺寸变化情况.结果 在喷丸强度和覆盖率一致的前提下,采用不同的路径对叶片进行喷丸后,叶片的变形趋势和变形量没有很大差异.叶片进行喷丸后,采用相同的喷丸强度对叶片进行二次喷丸,叶片几乎不发生变形,需要采用更高的喷丸强度进行二次喷丸才可以使叶片发生变形.在喷丸之前对叶片进行真空去应力,虽然叶片表面的残余应力有相应减少,但与不进行真空去应力的叶片相比,喷丸变形情况没有发生太大的改变.结论 可采用喷丸前预变形和喷丸校正的方法 解决喷丸变形的问题,使得叶片喷丸后的尺寸达到图纸的要求.     

薄板激光焊时失稳变形及其控制

对薄板激光焊时出现的失稳变形进行了试验研究,利用CCD记录和观察0.8 mm 和1.5 mm两种厚度的不锈钢板焊接过程中典型的动态变形行为,这种变形行为既包括变形量的大小又包括变形的方向;根据两种厚度薄板表现出的不同变形行为,分析了各自发生失稳的机理.采用冷却水为介质的背面动态冷却方法对失稳变形进行控制,通过对冷热源距离d和冷却水流量q两个主要冷却参数的优化,在有无拘束两种条件下分别得到了0.8 mm和1.5 mm薄板良好的变形控制效果.同时讨论了合理拘束对失稳变形的影响.     

连接器端子悬臂变形问题的工艺预防

悬臂变形问题是连接器端子在高速精密级进冲压过程中最常见的问题。经分析认为,分步冲裁导致的间隙和压边力不均匀是引起连接器端子悬臂变形问题的主要原因;分析了用集中冲裁法、两步冲裁法、压印工艺预防和控制悬臂变形问题的特点和原理;开发了某端子产品的工艺方案,在方案中采取合理的刃口分割、压印工艺措施来预防和控制悬臂变形;分析和应用结果表明,这些措施起到了从根本上预防和控制端子悬臂变形的作用。     

TC17钛合金激光冲击强化实验研究

目的探索更为高效的激光冲击强化方式,提高TC17钛合金板片的疲劳寿命。方法先采用设备4个光路对TC17钛合金板片进行强化,强化试验结束后,应用LXRD-X射线应力分析仪测定其表面残余应力,再对板片进行表面粗糙度测试。选取新的板片进行应力分布测试,确定TC17钛合金板片在一阶弯曲振型下的应力水平,然后在该应力水平下对经冲击强化和未经冲击强化的板片进行疲劳对比试验。结果板片表面产生了残余压应力层,在相同激光能量下,椭圆形光斑强化区域的残余应力大约是方形光斑强化区域的1.33倍,且椭圆形区域各点残余应力数值相差更小。强化区域的表面粗糙度为0.25~0.34 mm,未强化区域的表面粗糙度为0.13~0.16 mm。疲劳试验时,未经激光冲击强化的板片均在6~11 min内发生断裂,而经激光强化后的4块板片中,1块未断裂,另外3块分别在59、381、709 min断裂。结论激光冲击强化对材料性能起到了强化作用,且椭圆形光斑的强化优于方形光斑。强化后,板片的表面粗糙度增加了1倍,疲劳寿命提高了52倍。     

激光冲击强化与喷丸强化对FGH97高温合金疲劳性能的影响

对FGH97粉末高温合金进行激光冲击强化和喷丸强化,利用X射线应力分析仪测定强化层的残余应力,测定650℃下旋转弯曲疲劳性能,利用SEM观察分析疲劳断口特征。 结果表明,2种表面强化方法都可以提高FGH97粉末高温合金的疲劳性能,但激光冲击强化试样比喷丸强化试样具有更深的残余压应力层和较好的表面粗糙度,且残余应力在高温疲劳载荷下的松弛较小,因此具有更好的强化效果;与未表面强化的试样相比,喷丸强化试样和激光冲击强化试样的疲劳裂纹源都出现在亚表面,而未强化试样的疲劳裂纹源则出现在表面。     

新一代激光冲击强化系统对5052铝合金电化学性能的实验研究

利用新一代激光冲击强化系统对5052铝合金试样进行了激光冲击强化处理,通过实验研究了试样的电化学性能,并对材料的物相、表面硬度、腐蚀形貌进行了检测与分析。结果表明:经过激光冲击强化一次、两次后,材料没有发生相变,表面硬度分别提高了7.0%和19.8%,腐蚀速率分别下降了27.0%和35.0%。因此,激光冲击强化处理能有效抑制腐蚀裂纹的扩展,显著提高材料的耐腐蚀性。     

激光冲击与喷丸复合强化TC17钛合金表层残余应力研究

目的 分析激光冲击与机械喷丸复合强化钛合金表层残余应力场及其在疲劳载荷下的稳定性。方法 采用薄壁叶片强化参数先后对TC17钛合金表面进行激光冲击强化和喷丸强化,利用X射线衍射法分析两种工艺复合强化表层的残余应力分布,并分别在25、400 ℃拉-拉疲劳加载条件下分析复合强化表层残余应力的稳定性。结果 激光冲击与喷丸复合强化表面残余应力值为-600 ~ -800 MPa,残余压应力幅值沿深度不断递减,压应力层深度为0.7~0.8 mm。表面至0.1 mm深度范围内的残余应力分布梯度较大,其分布特征主要受控于喷丸工艺,而距表面0.1 mm以下的残余应力分布梯度较小,其分布特征受控于激光冲击强化工艺。结论 激光冲击和喷丸强化顺序对最表层残余应力的均匀性有一定影响,对最表层以下的残余应力分布影响较小。复合强化表面残余应力在室温疲劳加载后具有较好的稳定性,在400 ℃疲劳加载下发生一定量松弛后趋于稳定。     

激光冲击E690高强钢Ostwald熟化现象的试验研究

目的 研究功率密度对激光冲击E690高强钢表面Ostwald熟化现象的影响。方法 根据理论分析激光冲击金属材料与产生调幅分解的内在联系,提出因激光冲击强化产生 Ostwald熟化现象所需要的条件。使用场发式透射电镜(TEM)获取激光冲击E690高强钢试样表面微观组织结构和选区电子衍射花样,观测不同功率密度的TEM形貌相中晶粒尺寸的变化特征,以及Ostwald熟化现象验证。结果 通过TEM形貌像可以看出,E690高强钢基材是由铁素体层与渗碳体层交替重叠组成的珠光体形貌,在激光冲击强化作用下,发生了晶粒细化,薄层渗碳体逐渐消失,电子衍射花样逐渐呈圆环状变化。当激光功率密度上升至4.07 GW/cm²时,持续细化的材料发生粗化,出现调幅分解组织,选区电子衍射花样中出现卫星斑,E690高强钢表面发生了Ostwald熟化现象。当激光功率密度达到5.09 GW/cm²,E690高强钢表层产生了纳米晶。结论 较弱和较强的功率密度都不能使脱溶物到达发生Ostwald熟化机制的临界半径,Ostwald熟化现象与纳米晶相邻出现。     

The Effects of Laser Peening and Shot Peening on Mechanical Properties in Friction Stir Welded 7075-T7351 Aluminum

Peening techniques like laser peening and shot peening were used to modify the surface of friction stir welded 7075-T7351 Aluminum Alloy specimens. The tensile coupons were machined such as the loading was applied in a direction perpendicular to the weld direction. The peening effects on the global and local mechanical properties through the different regions of the weld were characterized and assessed. The surface hardness levels resulting from various peening techniques were also investigated for both sides of the welds. Shot peening resulted in an increase to surface hardness levels, but no improvement was noticed on the mechanical properties. In contrast, mechanical properties were improved by laser peening when compared to the unpeened material.     

Inconel718高温合金磨料水喷丸改性形变层特征研究

文章探索后混合磨料水喷丸(Abrasive Waterjet Peening,AWP)工艺参数对Inconel718合金形变层特征的影响规律。采用不同靶距及喷嘴移动速度对Inconel718合金进行AWP处理,对表面形貌、粗糙度、显微组织、显微硬度梯度及残余应力场分布等开展对比实验。结果表明:随着靶距及喷嘴移动速度的增大,表面粗糙度、表面硬化程度、表面残余压应力及最大残余压应力值都呈减小的变化趋势,而最大残余压应力位置和残余压应力层深基本不受其影响。     

基于MoldFIow的塑件变形分析及对策

利用MoldFlow软件对塑料变形的原因进行分析，可以快速得出导致塑件变形的主要原因，帮助确定相应的解决方案并对其进行可行性试验分析，最终确定可行的解决塑件变形的方案以指导实际生产。     

TC4钛合金激光冲击强化与喷丸强化的残余应力模拟分析

目的 通过对激光冲击强化和喷丸强化后的试样进行残余应力测试分析,得出两种工艺在残余应力形成机理、残余应力层深以及残余应力均匀性等方面的差异.方法 一方面采用有限元方法 模拟激光冲击强化及喷丸强化的过程,将材料在两种强化冲击下的响应进行对比,研究残余应力的形成过程,并对残余应力场的分布规律进行总结分析.另一方面,分别用两种强化技术处理TC4钛合金的表面,并用剥层X射线衍射实验测试材料表层的残余应力.最后将实验结果 与测试结果 进行对比,验证有限元模拟的有效性.结果 当这两种强化效果产生-500 MPa的表面平均残余应力时,激光冲击强化后的TC4钛合金表层残余压应力层深度可达0.6 mm以上,而喷丸强化后的TC4钛合金表层残余压应力层深度只有0.15 mm左右.结论 由于诱发材料塑性变形的机制不同,激光冲击强化往往能获得比喷丸强化更好的残余压应力深度,同时激光冲击强化的材料的表面残余应力分布也比喷丸强化的材料更均匀.     

基于空气中冲击波信号能量的激光冲击强化在线检测方法

目的 为克服激光冲击强化现有离线检测方法的缺点,提出了一种基于空气中冲击波信号能量的激光冲击强化在线检测方法。方法 利用波长为1064 nm、脉宽为14 ns、单脉冲能量为5~7 J的Nd:YAG激光器对经过振动时效处理的TC16钛合金试件进行激光冲击强化处理。用自主研制的信号放大器对空气中的冲击波信号进行一级放大后,再经前置放大器、数据采集卡传输到计算机控制系统,从而实现对空气中冲击波信号的采样、存储、滤波和数据分析,并从中提取冲击波信号能量。用X-350A型X射线应力测定仪测量TC16钛合金试件经激光冲击强化处理后的表面残余应力。最后对所得实验数据进行多项式拟合,以获得材料表面残余压应力与冲击波信号能量之间的经验公式。结果 经激光冲击强化处理后,材料表面形成了一定大小的残余压应力。随着激光能量的增加,材料表面残余压应力及冲击波信号能量均增加,且二者的增加趋势一致。结论 在激光冲击强化过程中,对空气中传播的冲击波信号进行采集和提取其信号能量,可以预测试件经激光冲击强化处理后的残余应力,能够准确判断激光冲击强化质量,从而实现工业过程的在线检测。