作者:苟磊; 马玉娥; 杜永 期刊:《航空动力学报》 2019年第12期
为了提高激光冲击强化(LSP)数值模拟效率及计算精度,基于传统激光冲击仿真策略,提出了一种连续显式动态冲击仿真策略。使用显式动态分析完成多次冲击,再进行隐式静态分析得到稳定残余应力场;建立ABAQUS三维平板有限元模型,基于该策略研究了多次冲击后残余应力场的分布;Python后处理后,残余应力模拟值与测量值吻合较好。结果表明:当激光功率密度为1GW/cm^2时最大残余应力为-212.5MPa,其测量均值为-216.7MPa,误差为1.9%。激光功率密...
作者:唐凯; 周留成; 何卫峰; 王文健; 郭俊; 刘启跃 期刊:《中国机械工程》 2020年第03期
为了研究激光冲击强化对LZ50车轴钢疲劳性能的影响,对LZ50车轴钢车轴试样进行激光冲击强化处理并在JD-1轮轨模拟试验机上进行了旋转弯曲疲劳试验。结果显示:采用不同参数激光冲击强化处理的2个试样,硬度分别增大18%和27%;对LZ50车轴钢试样的过盈配合面进行激光冲击处理后产生了塑性变形层,形成了较高的残余压应力;试验后试样过盈配合表面两侧区域都可见明显的环形损伤带,出现了以剥落和犁沟为特征的磨损形貌,损伤机制为磨粒磨损、...
作者:吴嘉俊; 刘学军; 赵吉宾; 乔红超; 孙博宇; 陆莹; 郭跃彬 期刊:《表面技术》 2019年第10期
目的为克服激光冲击强化现有离线检测方法的缺点,提出了一种基于空气中冲击波信号能量的激光冲击强化在线检测方法。方法利用波长为1064 nm、脉宽为14 ns、单脉冲能量为5~7 J的Nd:YAG激光器对经过振动时效处理的TC16钛合金试件进行激光冲击强化处理。用自主研制的信号放大器对空气中的冲击波信号进行一级放大后,再经前置放大器、数据采集卡传输到计算机控制系统,从而实现对空气中冲击波信号的采样、存储、滤波和数据分析,并从中提...
作者:昝垚旭; 贾蔚菊; 赵恒章; 毛小南; 樊建锋; 周廉 期刊:《稀有金属材料与工程》 2019年第11期
采用表面粗糙度仪、X射线衍射仪、显微硬度计分析了激光冲击前后Ti834合金的表面粗糙度、残余应力及显微硬度分布规律,并采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对冲击区域表面形貌及显微组织进行了表征。结果表明,Ti834钛合金经激光冲击处理后表面粗糙度、显微硬度和残余压应力均随激光冲击次数的增加而增大。经1次冲击和2次冲击后形成的强化层深度分别为170和265μm。LSP能在材料表层残留高的压应力场,经1次冲击和2次冲击...
作者:姜银方; 孟李林 期刊:《激光与红外》 2019年第10期
激光冲击强化不同典型结构对各结构疲劳寿命的影响均有所差异,本文基于ABAQUS模拟典型结构小孔φ2.6、圆角R3和圆棒(小径φ20)的激光冲击强化过程,并提取出各路径的残余应力分布(峰值压力分别为4、5、6、8GPa),同时对各典型结构TC4-DT钛合金双联试样进行激光冲击与疲劳拉伸试验。结果表明:在应力水平385MPa、应力比R=0.1下,经激光冲击的圆角与小孔的疲劳增益均较大,且圆角最大疲劳增益为238.4%(功率密度为12.75GW/cm^2),小孔疲劳增益...
作者:程格; 栗子林 期刊:《科技与创新》 2019年第21期
激光冲击强化技术(LSP)通过激光诱导等离子体冲击波使金属材料表面形成残余压应力及晶粒细化、组织致密,从而抑制裂纹的萌生和扩展,提高金属材料抗应力腐蚀的能力,是一种新型的金属表面强化技术。介绍了激光冲击强化技术提高材料抗应力腐蚀能力的机理及特点,阐述了该技术的研究及工业化应用现状,总结了激光冲击强化技术在提高金属抗应力腐蚀能力方面的应用前景。
作者:白菲斐; 周晏安 期刊:《表面工程与再制造》 2018年第05期
怀揣军工报国的梦想进入军工企业,19年来坚守在航修岗位,以工匠之心不断创新探索,持续开展激光焊、真空钎焊、激光冲击强化等技术应用研究,形成十余项核心修理技术,用一把焊枪将自己的青春岁月与航修事业紧紧地“焊”在了一起,默默守护着祖国的“战鹰”翱翔蓝天。
作者: 期刊:《表面工程与再制造》 2016年第04期
该发明涉及再制造领域,特指一种利用激光冲击波提高自修复材料修复效果的方法。主要针对自修复材料对表层微裂纹自修复效果差的问题,采用激光冲击强化的方法,所产生的冲击波压力能使自修复材料微裂纹处微胶囊囊壁完全破裂,修复液完全流出与催化剂充分混合粘接裂纹,提升粘合效果;同时由于激光冲击的作用,导致材料表层产生塑性变形,使得微胶囊因修复剂流出而产生的中空部分被压实而消失,对于未穿过微胶囊的微裂纹也得到愈合...
作者:田乐; 聂祥樊; 罗思海; 王育虔; 何卫锋; 李一鸣; 李翔 期刊:《空军工程大学学报》 2018年第03期
为探究激光冲击薄壁件时残余拉应力的形成机制,利用ABAQUS软件对0.5mm钛合金薄壁件激光冲击条件下的冲击波作用规律和材料动态响应规律展开研究。结果表明,冲击波在薄壁件内反射时交替形成高数值拉伸波和压缩波,在压缩波和拉伸波的耦合作用下应力分布混乱并呈现"多峰"特点,形成了峰值为426 MPa、厚度达0.125mm的拉应力层,且最大残余拉应力位于表面处。基于冲击波反射规律揭示了薄壁件中残余拉应力的形成机制,并通过增加试件厚度...
作者:李钢; 姚雄华; 郭超; 陈海波; 刘磊; 李博 期刊:《热加工工艺》 2019年第12期
研究了激光冲击强化对7050-T7451铝合金凹槽结构疲劳寿命的影响。采用45°激光入射角对应力集中R区进行冲击强化,其余区域采用90°激光入射角冲击。随后对强化后和未强化的实验件分别进行拉-拉疲劳实验。结果表明,在置信度99%情况下,经强化的实验件比未经强化的疲劳寿命提高1.566~2.725倍;激光冲击强化处理后,断裂部位远离凹槽R区。激光冲击强化对凹槽强化效果明显。
作者:杨康; 王贵成 期刊:《热加工工艺》 2019年第04期
为改善5A03铝合金的抗应力腐蚀性能,研究了激光冲击、高温保持、应力腐蚀环境下的拉伸试验及表面形貌、残余应力。结果表明:材料表面产生的残余压应力及表层晶粒细化,可提高试样在应力腐蚀环境下的强度。适当的高温保持有助于提升形变强化的效果。而激光强化后在300℃下保温,由于材料出现再结晶,其性能下降明显。
作者:邓仲华; 刘其斌; 徐鹏; 姚志浩 期刊:《材料工程》 2018年第08期
使用25J和30J脉冲能量的方形光斑激光冲击强化技术对20CrMnTi钢表面进行强化。测量强化后样品表面的分层设色形貌图、粗糙度、显微硬度和残余应力,研究样品的极化曲线和盐雾腐蚀后的表面形貌。结果表明:激光冲击强化使得表层材料发生塑性变形,试样表面粗糙度Ra降低到0.433μm,显微硬度得到提高,并产生较大的残余压应力。合适的激光功率密度使得材料的强化层和钝化膜的密度增加,产生的横向残余压应力使得钝化膜更加稳定,从而提高材...
作者:张永康; 葛涛; 鲁金忠 期刊:《江苏大学学报·社会科学版》 2005年第05期
飞锤是发动机的重要部件,针对飞锤在发动机燃油喷射系统中作高速旋转运动,并受交变应力的影响,容易发生疲劳断裂这一问题,使用波长为1.06 μm,脉宽为23 ns的激光冲击飞锤成品零件的危险截面部位,用水作为激光冲击的约束层材料.冲击后,受冲击部位没有明显的宏观变形,但显微硬度提高了大约20%;显微结构发生了显著的变化;抗疲劳断裂时间得到了延长,转动强化交变应力试验1 500小时后仍未断裂.试验证明采用激光冲击强化技术,能在不增加飞...
作者:冯晓泰; 何卫锋; 周留成; 田乐; 田增; 陈海波 期刊:《表面技术》 2019年第09期
目的钛合金关键承力接耳孔边疲劳断裂是影响飞机飞行安全的重难点问题,采用激光冲击强化技术对TC4钛合金小孔件进行强化,提高其疲劳寿命。方法开展TC4钛合金小孔件单点有无填充、多点搭接激光冲击强化有限元数值模拟研究,确定最优强化工艺,并设计带双孔疲劳试样,进行疲劳试验验证。结果直径3mm光斑单点激光冲击强化的有效范围仅为1.9mm。孔内有填充,最内圈光斑圆心距孔边0.75mm时,单光斑激光冲击强化孔边残余应力场分布均匀,且不会...
作者:李微; 许栋梁; 左炉; 陈荐; 李传常; 何建军; 任延杰; 李聪; 邱玮; 张圣德 期刊:《表面技术》 2019年第01期
目的研究激光冲击强化前后,渗铝321不锈钢的显微组织变化和高温拉伸行为。方法采用固体粉末包埋渗铝法对321奥氏体不锈钢板材拉伸试样进行渗铝处理,制成渗铝钢,再对渗铝钢中间8mm.25mm标距段进行双面激光冲击强化处理,激光波长为1064nm,单脉冲能量为7J,脉宽为20ns,冲击次数为1次和3次,圆光斑直径为2.6~3mm,搭接率50%,黑胶布为保护层,水为约束层,并评价激光冲击前后渗铝钢表面完整性。对渗铝钢在620下进行高温拉伸试验,获得真应力-...
作者:张恭轩; 吴嘉俊; 高宇; 桓恒; 胡太友; 乔红超; 陆莹 期刊:《表面技术》 2018年第03期
目的 探索更为高效的激光冲击强化方式,提高TC17钛合金板片的疲劳寿命。方法 先采用设备4个光路对TC17钛合金板片进行强化,强化试验结束后,应用LXRD-X射线应力分析仪测定其表面残余应力,再对板片进行表面粗糙度测试。选取新的板片进行应力分布测试,确定TC17钛合金板片在一阶弯曲振型下的应力水平,然后在该应力水平下对经冲击强化和未经冲击强化的板片进行疲劳对比试验。结果 板片表面产生了残余压应力层,在相同激光能量下,...
作者:曹子文; 杨清; 高宇 期刊:《表面技术》 2018年第03期
目的 分析激光冲击强化对钛合金室温和高温拉伸性能的影响。方法 用YAG纳秒脉冲激光器对TC17钛合金板状拉伸试样表面进行双面激光冲击强化,脉冲能量为25 J,脉冲宽度为15 ns,光斑尺寸为4.2 mm×4.2 mm,搭接率为10%,强化1次。通过室温及400 ℃下拉伸试验,获得强化前后试样的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率,利用X射线衍射法测试拉伸前后试样表面的残余应力,并在扫描电镜下观察拉伸试样断口微观形貌。结果 室温拉伸试验时,激...
作者:张超; 花银群; 帅文文; 李志宝 期刊:《表面技术》 2018年第04期
目的 提高硬质合金表面残余压应力和显微硬度,为后续研究激光冲击对硬质合金刀具耐磨损性能的影响提供指导依据。方法 采用脉冲波长为1064 nm、脉冲宽度为15 ns的Nd:YAG激光器,对WC-Co硬质合金表面进行冲击强化处理。通过数字显微硬度计、X-350型残余应力测试仪,分别评价激光冲击前后硬质合金硬度和残余应力的分布,并通过扫描电镜对其表面形貌、截面微观组织进行分析。结果 激光能量为5 J时,表面存在大量孔洞,WC晶粒未发生变化。...
作者:吴俊峰; 邹世坤; 张永康; 巩水利 期刊:《电加工与模具》 2018年第02期
为了避免激光冲击强化叶片边缘产生层裂,提高叶片强化效果,在叶片背面采用吸波层技术进行激光冲击强化,研究无吸波层、铝箔吸波层、铝箔和水帘吸波层三种情况下的叶片背面形貌。结果表明:无吸波层的叶片背面产生了层裂现象,铝箔吸波层的叶片背面铝箔有凸起现象,铝箔和水帘吸波层的叶片背面铝箔无凸起现象。因此,吸波层对激光冲击强化叶片的效果具有重要影响。
作者:宁成义; 黄亿辉; 徐子法; 张文武 期刊:《电加工与模具》 2017年第06期
利用新一代激光冲击强化系统对5052铝合金试样进行了激光冲击强化处理,通过实验研究了试样的电化学性能,并对材料的物相、表面硬度、腐蚀形貌进行了检测与分析。结果表明:经过激光冲击强化一次、两次后,材料没有发生相变,表面硬度分别提高了7.0%和19.8%,腐蚀速率分别下降了27.0%和35.0%。因此,激光冲击强化处理能有效抑制腐蚀裂纹的扩展,显著提高材料的耐腐蚀性。