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激光冲击7050铝合金表面“残余应力洞”的模拟
  • ISSN号:0254-6051
  • 期刊名称:《金属热处理》
  • 时间:0
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]温州大学机电工程学院,浙江温州325035, [2]南通大学机械工程学院,江苏南通226019, [3]江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51505236,51305050)、江苏省普通高校研究生科研创新计划(CXLX13-642)、江苏省光子制造重点实验室开放基金资助项目(GZ201108)、南通大学院级课题(jx2014001)
中文摘要:

为研究激光冲击强化7050铝合金薄板表面残余应力的形成机制,采用5种不同功率密度的激光束冲击加载7050铝合金薄板,利用PVDF(聚偏二氟乙烯)压电传感器测量激光冲击薄板试样的动态应变,利用X射线应力分析仪测量激光冲击后的残余应力分布,并借助三维显微系统观察激光冲击强化造成的表面微结构。结果表明,当激光功率密度为1.02GW/cm~2时,激光冲击引起的横向变形小;当激光功率密度为1.53GW/cm~2时,表面稀疏波与横向变形共同导致了试样最大残余主应力呈等双轴分布;当激光功率密度为1.98GW/cm~2和2.77GW/cm~2时,冲击区域中心比临近区域分别高出5.680μm和10.800μm,在来回反射的冲击波与表面稀疏波的共同作用下产生了残余应力洞现象;当激光功率密度为4.07GW/cm~2时,试样冲击区域产生了较大的塑性变形且比较平滑,最大残余主应力呈均匀分布。

英文摘要:

In order to study the formation mechanism of residual stress of 7050 aluminum alloy sheet surface by laser shock processing, the samples are processed by laser beam with five different power densities. The dynamic strain induced by laser shock processing sheet samples is measured by the polyvinylidene fluoride (PVDF) piezoelectric sensor. Residual stress distribution after laser shock processing is measured by the X-ray stress analyser. Three-dimensional microscopy system is used to observe the surface microstructure by laser shock processing. The results show that when the power density is 1.02 GW/cm2 , the transverse deformation induced by laser shock is small. When the power density is 1.53 GW/cm2 , both of the surface rarefaction wave and transverse deformation result in the equal-biaxial distribution of the maximum principal stress on the sample surface. When thepower densities are 1.98 GW/cm2 and 2.77 GW/cm2 , the center of the impact region is 5. 680 μm and 10. 800 μm higher than the adjacent part, respectively. The shock wave which is reflected back and forth and the surface rarefaction wave cause the occurrence of residual stress hole. When the power density is 4.07 GW/cm2 , the sample impact area has a large plastic deformation and is relatively smooth, the maximum residual principal stress distribution is uniform.

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期刊信息
  • 《金属热处理》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国机械工业联合会
  • 主办单位:北京机电研究所 中国机械工程学会热处理学会 中国热处理行业协会
  • 主编:徐跃明
  • 地址:北京海淀区学清路18号 国家机械工业局北京机电研究所内
  • 邮编:100083
  • 邮箱:jsrcl@vip.sina.com
  • 电话:010-62935465 82415083
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-6051
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1860/TG
  • 邮发代号:2-827
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊一等奖,1996-1998机械工业优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19186