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《激光沖擊微凹坑實驗-研究和數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、激光沖擊微凹坑實驗研究與數(shù)值模擬ExperimentResearchandNumericalSimulationonLaserShockMicroDents姓名．董盍齷江蘇大學(xué)2012年6月江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要近年來，表面微造型技術(shù)以其良好的改善摩擦性能而得到關(guān)注與快速發(fā)展，激光表面微造型是一種應(yīng)用廣泛的表面微造型方法，然而其主要缺點是消融過程會導(dǎo)致材料熔化、斷裂以及改變表面微觀組織；激光沖擊強化是以對材料改性、提高材料表面完整性為目的，與材料相互作用是機械的過程，不破壞表面質(zhì)量。綜合激光沖擊強化技術(shù)和激光表面微造型技術(shù)而提出的激光沖擊表面微造型新方
2、法，其特點是既能克服激光表面微造型的缺點，又能繼承激光沖擊強化的優(yōu)點，因此開展此方法的研究對推動微造型的發(fā)展具有重要的理論與實際應(yīng)用價值。本文以激光沖擊微凹坑為研究對象，首先介紹激光沖擊微造型的機理，探討激光與物質(zhì)相互作用的力學(xué)效應(yīng)、高應(yīng)變率下材料的動態(tài)屈服響應(yīng)，并詳細闡釋了激光誘導(dǎo)等離子沖擊波的過程、激光功率密度、激光沖擊波壓力的估算以及激光沖擊波的時空分布特性，為之后的激光沖擊微凹坑的實驗和數(shù)值模擬研究提供理論依據(jù)。其次，設(shè)計激光沖擊微凹坑的實驗，研究激光能量、激光沖擊次數(shù)、離焦量、K9玻璃的厚度對微凹坑造型的形貌的影響。使用AxioCSM700真彩
3、色共聚焦掃描顯微鏡和VeccoWYKO表面形貌儀觀察微凹坑的幾何形貌，用HXD．1000TMS吼CDMH．VK雙壓頭顯微硬度計測量微凹坑的內(nèi)部以及周圍表面的硬度。實驗結(jié)果表明：激光沖擊微凹坑的表面形貌具有很好的連續(xù)性，微凹坑的直徑和深度隨激光的脈沖能量、激光的沖擊次數(shù)、離焦量、約束層K9玻璃的厚度的變化呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律，微凹坑的影響區(qū)域，沿著凹坑徑向方向硬度逐漸增加，中心位置硬度最大。從激光沖擊微觀力學(xué)效激光沖擊微凹坑實驗研究與數(shù)值模擬應(yīng)方面證實了激光沖擊微凹坑能夠結(jié)合激光表面微造型和激光沖擊強化的優(yōu)點，既能改善材料的摩擦磨損性能，又能提高材料的抗疲勞
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5、生能，對材料起到強化作用。最后，在之前研究者們對激光沖擊強化模擬的模型基礎(chǔ)上，利用ANSYS和LS．DYNA軟件，對有限元模型的建立進行了優(yōu)化，選擇更為精確的參數(shù)，綜合考慮了沖擊波壓力的時空分布，對激光沖擊微凹坑造型的過程進行了模擬，得到了微凹坑的形貌，驗證了模型的正確性。選擇合適的高壓高應(yīng)變率材料本構(gòu)模型，綜合ANSYS和LS．DYNA軟件的顯式、隱式有限元法，模擬了激光能量、沖擊次數(shù)對微凹坑形貌以及對材料表面殘余應(yīng)力的的影響，并將數(shù)值模擬的結(jié)果與實驗的結(jié)果進行比較，從而優(yōu)化計算激光沖擊波壓力公式，為進一步優(yōu)化造型工藝提供更有力的分析工具。關(guān)鍵詞：激
6、光沖擊強化，激光表面微造型，微凹坑，數(shù)值模擬Ⅱ江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文Recently,surfacemicrotexturingtechnologyhasbeenconcernedandrapiddevelopedforitsgoodimprovementinfrictionproperties，lasersurfacetexturingiswidelyusedinsurfacemicro—texturing，butitsmainproblemisthattheablationprocesscausesmelting，crackingandchanging
7、ofthesurfacemicrostructure．Lasershockprocessinginteractionwithmaterialisamechanicalprocesswhichwiththepurposeofimprovingtheperformanceandintegrityofmaterial．Lasershocksurfacemicro-texturingisanewraisedtechnologywhichbasedonlasershockprocessingandlasersurfacetexturing，notonlyoverc
8、omingtheweaknessoflasersurfacetexturing，butalsoinheritingtheadvantageoflasershockprocessing．Therefore，carryingoutthisresearchisofgreatimportanttheoreticalandpracticalvaluetopromotethedevelopmentofmicrotexturing．Inthisthesis，lasershockmicrodentsweretakenastheresearchobject．Firstly
9、,mechanismoflasershockmicrodents，mechani
