中国激光, 2017, 44 (8): 0802007, 网络出版: 2017-09-13   

三维平顶光束激光冲击2024铝合金的残余应力场数值模拟 下载: 754次

Numerical Simulation of Residual Stress Fields in Three-Dimensional Flattened Laser Shocking of 2024 Aluminum Alloy
作者单位
1 东南大学机械工程学院, 江苏 南京 211189
2 广东工业大学机电工程学院, 广东 广州 510006
摘要
采用有限元方法对三维平顶光束激光冲击2024铝合金进行数值模拟, 模拟结果与文献中的实验结果吻合。研究了不同工艺参数对材料残余应力场分布的影响。结果表明, 随着光斑尺寸的增大, 材料的残余应力增大, 而表面残余应力的变化梯度减小; 随着冲击次数的增加, 残余应力增大并趋于饱和; 当搭接率为10%时, 表面残余应力的变化梯度较小; 随着搭接率的增加, 深度方向残余应力增加但增幅较小。
Abstract
The numerical simulation of three-dimensional flattened laser shocking of 2024 aluminum alloy is conducted with the finite element method, and the simulation results are consistent with the experimental results obtained from literatures. The influences of different process parameters on the residual stress distribution in materials are studied. The results show that, when the spot size increases, the residual stress of materials increases while the change gradient of the surface residual stress decreases. When the shocking times increase, the residual stress increases and tends to saturate. When the overlapping rate is 10%, the change gradient of the surface residual stress is relatively small. When the overlapping rate increases, the residual stress along the depth direction increases but its increasing amplitude is small.

朱然, 张永康, 孙桂芳, 李普, 张胜标, 倪中华. 三维平顶光束激光冲击2024铝合金的残余应力场数值模拟[J]. 中国激光, 2017, 44(8): 0802007. Zhu Ran, Zhang Yongkang, Sun Guifang, Li Pu, Zhang Shengbiao, Ni Zhonghua. Numerical Simulation of Residual Stress Fields in Three-Dimensional Flattened Laser Shocking of 2024 Aluminum Alloy[J]. Chinese Journal of Lasers, 2017, 44(8): 0802007.

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