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激光喷丸强化IN718合金孔周表面残余主应力分布特性

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中国激光 2017年第2期44卷 238-247页

作者：黄舒王作伟盛杰孟宪凯刘牧熙周建忠江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

采用Abaqus软件建立有限元模型,分析了激光功率密度对孔周表面残余主应力分布的影响。进行了不同功率密度下的激光喷丸(LP)试验,通过X射线应力分析仪测量了孔周区域特征点三个方向的残余应力值,并计算了各点对应的主应力。结果表明,LP... 详细信息

采用Abaqus软件建立有限元模型,分析了激光功率密度对孔周表面残余主应力分布的影响。进行了不同功率密度下的激光喷丸(LP)试验,通过X射线应力分析仪测量了孔周区域特征点三个方向的残余应力值,并计算了各点对应的主应力。结果表明,LP之后孔周的残余应力呈现各向异性;最小残余主应力可有效表征喷丸强化效果,随着激光功率密度的提高,最小残余主应力值减小。另外,LP后小孔附近出现典型的残余压应力环,最小残余主应力明显小于其他喷丸区域的;当功率密度超过一定阈值时,此环呈现远离孔壁的趋势。

关键词：激光光学激光喷丸强化 IN718合金最小残余主应力激光功率密度

激光喷丸强化ZK60医用镁合金的显微组织、力学性能及微动腐蚀行为

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第6期33卷 1715-1728页

作者：王高琦王守仁杨学锋温道胜郭宇济南大学机械工程学院济南250022

采用不同能量密度激光对ZK60镁合金进行喷丸强化处理,并对处理前后的试样进行模拟体液条件下的微动腐蚀磨损实验。测试试样的显微组织、残余应力、表面硬度、抗拉强度和耐腐蚀性,并分析其与微动腐蚀磨损行为的关系。结果表明,激光喷丸... 详细信息

采用不同能量密度激光对ZK60镁合金进行喷丸强化处理,并对处理前后的试样进行模拟体液条件下的微动腐蚀磨损实验。测试试样的显微组织、残余应力、表面硬度、抗拉强度和耐腐蚀性,并分析其与微动腐蚀磨损行为的关系。结果表明,激光喷丸强化处理可使镁合金的微动腐蚀磨损体积降低73.4%。位错和孪晶引起的细晶强化作用和应变强化作用以及残余压应力提高了镁合金表面硬度、抗拉强度和耐腐蚀性,因而降低了微动腐蚀磨损。

关键词：显微组织力学性能微动腐蚀磨损 ZK60镁合金激光喷丸强化

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激光喷丸强化对半圆孔件疲劳寿命的影响

材料科学与工艺 2015年第2期23卷 19-24页

作者：章艳张兴权左立生周煜段士伟黄志来安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002

为研究激光喷丸强化对7075-T6铝合金半圆孔件疲劳寿命的影响,对激光喷丸与未喷丸的试样进行了对比试验,利用X射线应力仪测定其表面残余应力,并对试样进行疲劳拉伸试验.用扫描电镜观察了两类试样疲劳断口的形貌,并采用数理统计方法对其... 详细信息

为研究激光喷丸强化对7075-T6铝合金半圆孔件疲劳寿命的影响,对激光喷丸与未喷丸的试样进行了对比试验,利用X射线应力仪测定其表面残余应力,并对试样进行疲劳拉伸试验.用扫描电镜观察了两类试样疲劳断口的形貌,并采用数理统计方法对其疲劳寿命进行分析.研究表明:经激光喷丸处理区域,表面存在较大的残余压应力,幅值为310 MPa;未喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.7~0.8μm,而喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.3~0.4μm,说明喷丸试样裂纹扩展的速度比未喷丸试样慢很多;激光喷丸后半圆孔件的疲劳寿命比未喷丸的疲劳寿命提高了2.8~7.2倍.

关键词：激光喷丸强化半圆孔件残余应力疲劳断口疲劳寿命

基于不同应力比下激光喷丸强化6061-T6铝合金的疲劳裂纹扩展性能研究

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中国激光 2011年第9期38卷 73-78页

作者：周建忠徐增闯黄舒杨小东王呈栋杨晶左立党季杏露江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

为了研究不同应力比下激光喷丸强化(LSP)对6061-T6铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响,采用有限元软件ABAQUS和疲劳分析软件***相结合,对应力比为0.1、0.3、0.5条件下的6061-T6铝合金紧凑拉伸(CT)试样进行了激光喷丸强化疲劳裂纹扩展的数值模... 详细信息

为了研究不同应力比下激光喷丸强化(LSP)对6061-T6铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响,采用有限元软件ABAQUS和疲劳分析软件***相结合,对应力比为0.1、0.3、0.5条件下的6061-T6铝合金紧凑拉伸(CT)试样进行了激光喷丸强化疲劳裂纹扩展的数值模拟,分析残余压应力对高低应力比下的裂纹闭合效应,探索不同应力比对激光喷丸强化疲劳寿命增益的影响。结果表明,经过激光喷丸后,3种不同应力比下的疲劳裂纹扩展速率较未处理试件都有一定的降低;应力比的取值对激光喷丸后CT试样的疲劳寿命有显著影响,应力比越小,激光喷丸对CT试样疲劳寿命的增益影响越明显。

关键词：激光技术激光喷丸强化裂纹扩展残余应力应力比数值模拟

6061-T6铝合金紧凑拉伸试样激光喷丸强化后的疲劳裂纹扩展性能研究

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中国激光 2011年第7期38卷 146-151页

作者：周建忠王呈栋黄舒杨小东徐增闯杨晶朱伟江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

采用波长为1064 nm,脉冲宽度20 ns的YLSS-D25A/M型激光器,按预定轨迹对6061-T6铝合金紧凑拉伸(CT)疲劳试样进行大面积光斑搭接的双面激光喷丸强化(LSP)处理,研究了喷丸强化前后试样中残余应力的分布情况,讨论了激光喷丸处理对含预制裂... 详细信息

采用波长为1064 nm,脉冲宽度20 ns的YLSS-D25A/M型激光器,按预定轨迹对6061-T6铝合金紧凑拉伸(CT)疲劳试样进行大面积光斑搭接的双面激光喷丸强化(LSP)处理,研究了喷丸强化前后试样中残余应力的分布情况,讨论了激光喷丸处理对含预制裂纹CT样疲劳裂纹扩展速率的减缓程度,分析了激光喷丸后试样的疲劳断口特征。结果表明,激光喷丸强化诱导的残余压应力场能有效地降低疲劳裂纹扩展速率,疲劳寿命提高64.4%,观察试样激光喷丸后疲劳断口的宏微观形貌,发现在疲劳裂纹扩展区,张应力轴与裂纹平面垂直,正断面上出现明显的疲劳辉纹,疲劳辉纹间距随着裂纹的扩展而逐渐增大。

关键词：激光技术激光喷丸强化残余应力疲劳寿命裂纹扩展速率疲劳断口

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微尺度激光喷丸强化TiN涂层的表面性能

光学精密工程 2011年第11期19卷 2679-2684页

作者：周建忠卫登辉黄舒朱伟樊玉杰江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

采用直径为300μm的激光光斑对TiN涂层表面进行微尺度激光喷丸强化处理以进一步提高TiN涂层的表面性能。利用光学轮廓仪和纳米力学测试系统测量了不同激光工艺参数作用下TiN涂层喷丸区域的表面形貌、纳米硬度及弹性模量分布。结果表明,... 详细信息

采用直径为300μm的激光光斑对TiN涂层表面进行微尺度激光喷丸强化处理以进一步提高TiN涂层的表面性能。利用光学轮廓仪和纳米力学测试系统测量了不同激光工艺参数作用下TiN涂层喷丸区域的表面形貌、纳米硬度及弹性模量分布。结果表明,喷丸区域形成的圆锥形凹坑最大深度约为1.2μm,纳米硬度和弹性模量在喷丸中心处变化最大,并在一定范围内随着激光能量的增大而增大,当激光能量为250mJ时,两者最大,分别达到50.21GPa和402.8GPa,与初始状态相比分别提高了140%和43.9%。

关键词：激光技术激光喷丸强化 TiN涂层表面形貌纳米硬度

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金属板料受控激光喷丸强化的残余应力场分析

农业机械学报 2007年第12期38卷 195-198,231页

作者：黄舒周建忠陈毅彬孙月庆江苏大学机械工程学院

在分析受控激光喷丸强化机理的基础上,通过激光喷丸强化力学效应的物理模型和残余应力的弹塑性模型,分析了激光喷丸强化诱导残余应力的特点,研究了残余应力大小和深度与激光喷丸工艺参数的关系。通过调整激光参数及工艺条件以控制残余... 详细信息

在分析受控激光喷丸强化机理的基础上,通过激光喷丸强化力学效应的物理模型和残余应力的弹塑性模型,分析了激光喷丸强化诱导残余应力的特点,研究了残余应力大小和深度与激光喷丸工艺参数的关系。通过调整激光参数及工艺条件以控制残余应力场的分布,并根据残余应力场的分布判断激光喷丸强化效果,保证了受控激光喷丸强化后工件的疲劳寿命获得较大幅度的提高。

关键词：金属板料激光喷丸强化残余应力工艺参数

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激光喷丸强化变形镁合金的疲劳寿命数值分析

应用激光 2012年第5期32卷 379-383页

作者：蒋素琴徐红光吴建华裴旭淮阴工学院机械工程学院江苏省数字化制造技术重点建设实验室江苏淮安22300

以ABAQUS和***软件为平台,建立了激光喷丸强化前后试样疲劳寿命及薄弱位置预测的有限元分析模型。为研究材料强度对激光喷丸强化效果的影响,以AZ31B和ZK60两种不同强度变形镁合金为对象,对激光喷丸强化后的残余应力和塑性变形进行了分析... 详细信息

以ABAQUS和***软件为平台,建立了激光喷丸强化前后试样疲劳寿命及薄弱位置预测的有限元分析模型。为研究材料强度对激光喷丸强化效果的影响,以AZ31B和ZK60两种不同强度变形镁合金为对象,对激光喷丸强化后的残余应力和塑性变形进行了分析,并预测了喷丸前后的疲劳寿命,两种材料的疲劳寿命增益分别为112.04%和181.2%。结果表明,高强度材料激光喷丸强化效果优于低强度材料。

关键词：激光喷丸强化数值模拟变形镁合金疲劳寿命残余压应力

激光喷丸强化ZK60变形镁合金的疲劳性能研究

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激光与光电子学进展 2012年第8期49卷 120-126页

作者：蒋素琴周建忠吴建华裴旭淮阴工学院机械工程学院江苏省数字化制造技术重点建设实验室江苏淮安223003 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

为研究激光喷丸对高强度变形镁合金ZK60疲劳性能的影响机理,使之适应交变应力结构件的工作需要,进行了激光喷丸强化表面改性和拉伸疲劳性能实验。实验结果表明,在激光喷丸强化区域获得有益的残余压应力,产生硬化效应,表面塑性变形的微... 详细信息

为研究激光喷丸对高强度变形镁合金ZK60疲劳性能的影响机理,使之适应交变应力结构件的工作需要,进行了激光喷丸强化表面改性和拉伸疲劳性能实验。实验结果表明,在激光喷丸强化区域获得有益的残余压应力,产生硬化效应,表面塑性变形的微小区域,变形轮廓曲线波动范围较基体小,增加喷丸次数可增强激光喷丸的强化效应。经3次激光喷丸后,中心孔疲劳试样的平均疲劳寿命由未喷丸试样的78023次提高到125641次,寿命增益达61%。从断口来看,激光喷丸强化主要是改变了裂纹源萌生位置,延缓了裂纹扩展速率,对瞬断区无明显影响。激光喷丸强化为镁合金的抗疲劳制造提供了新的途径。

关键词：激光技术激光喷丸强化疲劳寿命变形镁合金残余压应力