激光强化后7050凹槽铝板的残余应力分布规律研究

作     者：杜永 马玉娥 苟磊 郭超 李博 李钢 DU Yong;MA Yu′e;GOU Lei;GUO Chao;LI Bo;LI Gang

作者机构：西北工业大学航空学院陕西西安710072 航空工业第一飞机设计研究院陕西西安710089 

出 版 物：《西北工业大学学报》 (Journal of Northwestern Polytechnical University)

年 卷 期：2019年第37卷第4期

页      面：643-649页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11572250)资助 

主　　题：激光强化 7050-T7451铝板 凹槽 残余应力 激光强化参数 

摘      要：为了研究激光冲击强化后7050-T7451凹槽铝板残余应力场分布,测量了冲击后凹槽的残余应力分布规律:从凹槽中心到凹槽边缘,残余应力逐渐减小;在凹槽边缘底边处取最小值;然后沿凹槽边缘上升而增大,表面残余应力在凹槽曲面底边处取到最小值。采用ABAQUS有限元软件建立凹槽铝板的三维有限元模型,利用VDLOAD子程序施加载荷,进行数值分析得到了激光喷丸后残余应力分布并与试验测量结果对比,符合较好;然后研究了不同激光参数对凹槽铝板残余应力场的影响规律。结果表明:随着激光功率密度从0.84 GW/cm^2增加到5.29 GW/cm^2,残余应力先减小后增加,激光功率密度为3.06 GW/cm^2时达到最小值-230 MPa;随着光斑直径从4 mm增加到6 mm,残余应力由-214 MPa增加至-30 MPa;随着激光脉宽从10 ns增加到40 ns,残余应力由-21 MPa减小至-288 MPa,残余压应力层深度逐渐增加;表面残余应力的最小值在凹槽曲面处取得。