江苏省自然科学基金(BK2009203)
- 作品数：7 被引量：41H指数：3
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- 光斑模型对激光冲击成形性能的影响被引量：4
- 2011年
- 针对激光冲击成形中成形区存在不均匀性的缺点,提出了采用环形光斑模型改善板料成形性能的方法,并将此光斑模型与均匀分布和高斯分布的光斑模型加以对比,初步论证了利用环形光斑模型的优越性。
- 唐振州姜银方李志飞方磊
- 关键词：激光冲击成形
- 激光冲击金属板料成形的残余应力分布研究被引量：3
- 2010年
- 为了研究激光冲击成形后残余应力对板料性能的影响,采用高功率Nd:glass激光器对金属薄板激光冲击成形,使用X射线衍射法对激光冲击成形后的金属薄板的表面残余应力分布分析研究。薄板成形后的凹面分布存在较大的残余压应力,而凸面边缘存在较小的残余拉应力;残余应力随着激光能量的增加而增加,但当到达一定值时,凹面残余压应力达到最大值;在冲击凹面中心点处的残余应力值最大,周围处的残余应力以中心点为圆心向外呈非线性递减。在不同的凹模孔径下采用8mm光斑、30J激光能量单次冲击,发现存在一个凹模孔径阈值,小于阈值时,残余应力随着孔径的增大而增大;大于阈值时,随着孔径的增大而减小,阈值大小大约为20mm。结果表明,该研究对进一步研究残余应力的控制有重要作用,且对材料的抗疲劳性能、抗应力腐蚀、表面性能研究有很重要的理论和工程价值。
- 袁国定史德旗姜银方王永良王飞
- 关键词：激光冲击成形残余应力分布X射线衍射法金属薄板
- 激光功率密度对小孔构件残余应力场的影响被引量：7
- 2012年
- 激光冲击强化通过强激光诱导的冲击波在金属材料表层引入残余压应力,从而抑制疲劳裂纹的萌生和发展,是一种新型的金属表面强化技术。以ABAQUS有限元软件为平台,研究了不同激光功率密度下7050-T7451铝合金小孔构件的残余应力的分布。结果表明,冲击表面残余压应力在X轴方向上0～6 mm区域内分布很均匀,能量的变化对它的影响不是很大,表面最大残余压应力都出现在孔边缘处,整个冲击区域残余应力差别不大,构件单面冲击下表面只有残余压应力,然而并不是随着峰值压力的增加为增加,这是由于未冲击表面的残余压应力是由板料变形引起的。构件厚度方向残余压应力的深度随着冲击波的峰值压力的增大而增大,同时也造成板料厚度中心靠近上表面处产生过大的残余拉应力,这对提高材料的抗疲劳性能是极为不利的。
- 姜银方张建文井然黄勤何玉中
- 关键词：激光冲击强化残余应力
- 7050铝合金的激光喷丸强度表征
- 2012年
- 分析了激光喷丸强度的表征机制,采用不同厚度的试片的弧高和表面残余应力对7050铝合金进行激光喷丸强度表征研究。弧高表征采用如下方法:试片冲击面尺寸(长×宽)为93 mm×10 mm,厚度分别为2.4、3.0、4.0、5.0 mm,吸收层采用铝箔,约束层采用流水,光斑的搭接率为30%,以激光作用在靶材的有效区域进行计算,夹持试片一端并采用U字形喷丸路径对试片中间规定区域进行喷丸。试验结果表明,激光喷丸强度可用试片弧高进行表征;不同厚度试片适合表征不同范围的激光喷丸强度,对于5～20 J的激光喷丸条件,选用2.4 mm试片较为合适;在能量为20～40 J激光喷丸条件下,4.0 mm试片应作为表征激光喷丸强度的优先选择;残余应力可以辅助试片弧高来表征激光喷丸强度。研究工作为7050铝合金激光喷丸强度表征提供了有效的方法,对激光喷丸质量控制具有重要的工程意义。
- 钱晓明姜银方张永康管海兵张磊
- 激光冲击材料表面“残余应力洞”形成规律与分析被引量：24
- 2010年
- 激光冲击后在其金属表面形成一定形式的残余压应力,可对材料表面进行改性处理。采用ABAQUS有限元软件,研究激光功率密度、光斑形状对板料表层残余应力场分布的影响,探索残余应力场机制。结果表明,提高激光功率密度可以增加板料表层残余应力场,但随功率密度增大会产生"残余应力洞"现象;激光冲击后材料位移和表面应力动态响应分析表明,材料表面受冲击与材料弹性力作用产生振荡过程,冲击光斑边缘产生反射波(稀疏波)的反向加载,引起反向塑性变形,形成"残余应力洞"现象;光斑形状影响稀疏波向中心汇聚,造成中心残余压应力不同的缺失。该研究为工艺参数优化,减少冲击中心残余应力缺乏,获得更好的激光冲击处理强化效果提供依据。
- 姜银方来彦玲张磊唐振州李志飞
- 关键词：激光技术激光冲击处理功率密度
- 激光诱导冲击波的预应力成形仿真研究被引量：3
- 2012年
- 为了研究预应力对板料激光冲击成形性能的影响,采用数值仿真的方法,分析了不同板料尺寸下,预应力对板料激光冲击成形极限的影响。研究结果表明,无预应力作用下,不同尺寸板料的激光冲击成形极限深度不同;在预应力作用下,板料的激光冲击成形极限深度有所增加;当预应力在0～10 MPa范围时,板料的激光冲击成形极限随着预应力的增大而增大,超过此范围时,成形极限随预应力变化比较缓慢,并逐渐接近一限定值;在相同预应力作用下,不同尺寸板料的激光冲击成形极限提高的幅度不同。激光冲击预应力成形有利于提高板料的成形性能,研究为有效的控制板料变形过程,实现金属板料的激光冲击成形提供了依据。
- 姜银方何玉中
- 关键词：激光冲击成形数值仿真预应力
- 激光冲击波在铝合金薄板中传播特性研究被引量：2
- 2012年
- 为了研究激光冲击波在铝合金薄板中的传播特性,采用数值仿真的方法,分析了不同节点路径下,冲击波在3003铝合金薄板中的传播特性。研究结果表明,激光加载初期,板料表面光斑边缘位置处应力最大,而板料表面中心区域仅为较小的波动,1000 ns后,表面波传播至板料上的凹模口对应位置,同时中心位置区域应力增大至200 MPa,塑性变形加大,板料变形不均匀,易出现减薄失效问题;沿激光冲击方向,经历60 ns压力波传播至板料自由面,并回传拉伸波,在102 ns左右,拉应力达到最大值1782 MPa,板料易出现层裂失效问题。因此针对激光冲击波在铝合金薄板中传播特性的研究对提高铝合金薄板激光冲击成形性能具有重要的意义。
- 姜银方黄勤黄宇金华
- 关键词：激光冲击波
