激光溫噴丸強(qiáng)化TC4鈦合金的金屬阻尼及殘余應(yīng)力釋放行為研究.pdf

1、激光溫噴丸(Warm Laser Peening，WLP)是一種近年來逐漸興起的金屬表面強(qiáng)化處理技術(shù)，結(jié)合了激光噴丸技術(shù)與動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效工藝二者的優(yōu)勢，能夠獲得比常溫激光噴丸更穩(wěn)定的微觀組織與殘余應(yīng)力，進(jìn)而改善材料在動(dòng)載荷及高溫工況下的綜合疲勞性能，在航空制造業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文綜合運(yùn)用理論分析，實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬三者相結(jié)合的研究方法，以TC4航空鈦合金為研究對象，系統(tǒng)地研究激光溫噴丸工藝對TC4鈦合金典型結(jié)構(gòu)件一階振動(dòng)

2、阻尼的影響，并在此基礎(chǔ)上分析激光溫噴丸誘導(dǎo)的殘余應(yīng)力在振動(dòng)工況下的釋放行為。本文主要工作有如下三個(gè)方面:
　　(1)理論方面，依據(jù)金屬位錯(cuò)理論，研究激光溫噴丸誘導(dǎo)高應(yīng)變率塑性變形的微觀機(jī)理，分析激光溫噴丸所誘導(dǎo)的位錯(cuò)密度;根據(jù)G-L位錯(cuò)阻尼理論，探究激光溫噴丸誘導(dǎo)的微觀組織對典型結(jié)構(gòu)件一階振動(dòng)阻尼的影響規(guī)律;根據(jù)金屬蠕變理論，闡釋振動(dòng)工況下的殘余應(yīng)力釋放機(jī)理，并結(jié)合金屬阻尼理論研究激光溫噴丸誘導(dǎo)的殘余壓應(yīng)力的穩(wěn)定性。
　　(

3、2)實(shí)驗(yàn)方面，搭建激光溫噴丸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并開展TC4鈦合金在不同噴丸溫度下的激光溫噴丸實(shí)驗(yàn)，使用XRD衍射方法對表面殘余應(yīng)力進(jìn)行測量;基于頻率響應(yīng)過程，對激光溫噴丸前后TC4鈦合金試樣的一階振動(dòng)阻尼進(jìn)行測試;最后使用振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究激光溫噴丸前后TC4鈦合金試樣的殘余應(yīng)力釋放行為，分析激光溫噴丸誘導(dǎo)殘余應(yīng)力的穩(wěn)定性。
　　(3)數(shù)值模擬方面，基于沖擊動(dòng)力學(xué)，使用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA分析不同噴丸溫度下激光溫噴丸TC4鈦