激光诱导应力波的数值模拟毕业设计.doc

安徽工业大学
毕业设计(论文)任务书
课题名称
激光冲击对小孔疲劳寿命的影响
学院
机械工程学院
专业班级
姓名
追风少年
学号
毕业设计(论文)的主要内容:
1、根据课题进行调研、收集国内外文献资料,其中外文资料至少3篇以上,书写开题报告。
2、利用ABAQUS有限元分析软件建立一个10×10mm的正方形模型,并对模型赋予材料属性。
3、再利用ABAQUS有限元分析软件对建立的模型进行激光冲击,设置好波型和峰值压力。
4、再利用ABAQUS有限元分析软件对所建的模型进行动态分析,根据结果得出X-Y表。
5、再利用ABAQUS有限元分析软件对所建的模型进行残余应力分析,根据结果得出X-Y表。
6、课题折合0号图1张图纸;除至少有1张手工绘图外,其余图纸皆为CAD绘图。
7、设计说明书需打印输出,并遵守相应规范,参考文献中除设计手册和工具书外,至少含有5篇以上中文论文文献和3篇以上外文文献。
8、英文翻译5000单词以上论文一篇,300字中英文摘要。
指导教师签字:
摘要
激光冲击已经多次被证实在诸多领域都有许多应用和巨大的益处,例如增强金属表面的属性,改变材料表面的疲劳寿命,穿孔等等。激光冲击诱导的应力波是材料改性的能量源。激光诱导产生的冲击波是由等离子体所产生的。等离子体以一定的形式向外膨胀,由于等离子体和后续激光的作用的结果使得等离子体逆着激光发展方向,可以称这种以一定速度离开靶面向着激光器方向运动的等离子体为激光支持的吸收波。
本论文是通过对激光参数、金属模板(本文中金属模板材料取定为纯铝)的取定,利用ABAQUS有限元分析软件来模拟制定参数冲击在金属模板上产生的冲击波的波型、强度随时间频率变化的关系等来对激光诱导产生的冲击波进行数值上的模拟。在激光冲击结束后,再利用ABAQUS对材料内部的残余应力场分布进行模拟。
由得到的云图和X-Y表格可以看出,500ns后的激光冲击波在材料内部的传播逐渐趋于稳定。最后形成的残余应力场显示材料表面的残余应力并不是最大的,沿着激光冲击方向的残余应力先增大至最大值再逐渐衰减直至稳定。
关键词:激光冲击;冲击波;数值模拟;残余应力场
Abstract
Many applications and enormous benefits from laser Peening have been demonstrated in a lot of fields like enhance the properties of the metal surface,changing the surface fatigue life,Perforation and so on. Stress wave induced by laser peening is material modification of the energy source. Shock wave induced by laser is generated by plasma. The plasma expands outward in a certain form, as the role of the plasma and the subsequent results of the laser makes laser plasma against the direction of development, we can name this a certain speed to leave the target facing the direction of motion of the plasma laser supported absorption wavelength of the laser.
This thesis schedule to take the laser parameters and metal templates(Take the metal template material herein as aluminum.), using ABAQUS finite element analysis software to simulate the impact of formulation parameters on the shock wave generated on the metal template wave type ,the relationship of the frequency and intensity changes with time to the laser-induced shockwave for numerical simul