铝合金激光冲击小孔强化抗疲劳研究.pdf

獯笄硕士学位论文铝合金激光冲击小孔强化抗疲劳研究分类号吐⑴密级.——乞仁————一亟±△』专业名称扭越亟烨棺远垒ǖ论文答辩日期窒愕┲绲┮月申请学位级别论文提交日期学位授予单位和日期答辩委员会主席评阅人编号一框裟玅墨鹉参▲謔■矛瘆降和铮
争良旁学位论文作者签名:、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本本学位论文属于年解密后适用本授权书。学位论文。保密口,在不保密口。指导教师签名:年月日
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硕士学位论文铝合金激光冲击小孔强化抗疲劳研究月姓江苏大学—·
摘要紧固孔是飞机构件上典型的应力集中结构细节,在交变载荷作用下极易产生疲劳裂纹,造成疲劳断裂。激光冲击强化且恢只诔寤鞑πвΦ姆谴晨蛊@椭圃旒术,可使材料产生残余压应力、晶粒细化以及高密度位错等,对其疲劳性能的提高具有明显效果,已越来越受到重视。本文采用激光冲击强化技术,对小孔激光冲击强化工艺方法进行了对比分析,采用强化效果更好的先激光冲击后开孔的工艺方法。通过实验与数值模拟分析研究了不同激光冲击工艺下小孔区域的残余应力场及其疲劳性能,并对疲劳断口进行了相应分析,主要工作如下:以与瓼软件为平台,制定了小孔强化数值模拟总体思路,建立起激光冲击参数一残余应力一疲劳特性之间的数字化分析方法。以高幅冲击波加载下金属材料力学响应和小孔受力分析为基础,对单光斑激光冲击工艺参数进行了理论分析,提出了激光冲击参数的优化区域;以功率密度、脉冲宽度、冲击次数和双面冲击为研究对象,系统分析在其单独改变时对残余应力场的影响,并对激光冲击后的试件进行了疲劳数值分析,为小孔激光冲击强化残余应力控制和疲劳性能研究提供了指导。采用小光斑激光搭接冲击强化技术,仿真分析了试样丌孔前后残余应力场和冲击前后的疲劳性能。结果表明:小光斑搭接冲击处理能明显提高试样的疲劳寿命,经激光冲击处理后试件疲劳寿命值与未冲击处理试件疲劳寿命的比值随平均应力水平的增加而减小。采用优化工艺参数对梁辖鹌@褪约辛思す獬寤髑炕恚⒔辛疲劳试验,结果表明,激光冲击强化显著提高了铝合金的疲劳寿命,,经激光冲击处理后试件疲劳寿命值是未经激光冲击处理试件的丁F@投口观察表明,对于未冲击试样,疲劳源出现于小孔边缘附近,裂纹扩展呈放射状;而对于单面激光冲击处理试样,疲劳源出现在试样未冲击面的小孔边缘附近,裂纹扩展呈弧线状。断口表面粗糙度研究表明,沿裂纹扩展方向距疲劳源距离的增加,断口粗糙度逐渐变大;在同一载荷水平下,激光冲击处理后试样疲劳断口不同区域的;糙度相比未冲击处理试样疲劳断口对应区域粗糙度较小;同一处理状态下,载荷越小,其所对应的疲劳断口对应区域拳糙度越小;断面平均相诙仍叫。杂ζ@褪倜酱螅馑得髌@投厦娲植诙仍谝江苏大学硕士学位论文
定程度上反应了材料抗疲劳性能的强弱。关键词:激光冲击强化,铝合金,残余应力场,疲劳寿命,疲劳断口铝合金激光冲击小孔强化抗疲劳研究