激光冲击7050铝合金表面“残余应力洞”的模拟

采用显式动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA对激光冲击加载过程进行模拟,通过调整激光冲击参数,探究其对7050铝合金表面形成"残余应力洞"的影响;将模拟结果与X射线应力分析仪测得的试验结果进行对比,并分析两者的误差来源。结果表明,激光功率密度、脉宽的增加会加剧"残余应力洞"现象,光斑直径的增加会抑制"残余应力洞"现象;当激光功率密度为1.98 GW/cm~2时,模拟与试验有较好的一致性;当激光功率密度提高至2.77 GW/cm~2时,激光能量的增强加剧了冲击区域近表面的塑性变形,引发了模拟与试验的误差;当激光功率密度进一步提高至4.07 GW/cm~2时,冲击区域近表面会形成亚晶粒,甚至晶粒细化形成纳米晶,使冲击区域表面残余应力均匀分布。