收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

小孔构件激光冲击与芯棒挤压复合强化方法及疲劳特性研究

刘委  
【摘要】:孔是结构件上易产生疲劳断裂的地方之一,飞机上存在着相当数量的孔构件,为提高其疲劳寿命,激光冲击强化技术及冷挤压强化技术都是较为高效的强化方法,本文尝试将这两者结合起来,实现全新的复合强化。本文通过理论分析、数值计算方法,研究了复合与非复合强化方式对孔结构件应力分布及疲劳寿命的影响,探索了超声振动辅助传统芯棒挤压强化过程的力学特性,并进行了复合挤压强化相关试验。本文的主要研究工作及成果如下:(1)从理论上分析了激光冲击强化、冷挤压强化机理及其影响因素,分析了强化处理后的残余应力的分布,及其对疲劳寿命的影响,提出采用复合强化实现激光冲击与芯棒挤压强化的互补,分析了复合强化对疲劳裂纹的抑制作用。(2)基于ABAQUS软件进行复合与非复合强化数值模拟,分析了不同工艺参数对其残余应力分布的影响规律。结果显示,激光冲击强化时峰值压力高、作用时间长,其强化效果好;冷挤压强化时挤入端与挤出端的应力分布不一致,3%~4%左右的挤压量较为合理;复合强化时,先激光冲击强化后芯棒挤压强化产生了激光冲击作用完全被芯棒挤压强化所覆盖,但其强化效果稍优于单芯棒挤压强化;先冷挤压后激光冲击强化工艺顺序,可以有效改善冷挤压引起的挤入端与挤出端的差异,同时有效解决激光冲击强化造成孔壁中部残余拉应力问题,实现了激光冲击强化与芯棒挤压强化的相互补充。试验结果表明,7050-T7451试样经过复合强化后,其疲劳寿命有很大的提高。(3)芯棒挤压强化采用超声振动辅助芯棒挤压强化,降低了拉拔力,有效防止芯棒的断裂;超声挤压强化的呼吸振动和纵向振动模态比较研究,结果认为采用呼吸式超声振动挤压形式,其效果更好,在工程实际中可优先采用呼吸式超声振动;不同挤压量下,随着超声频率的增加拉拔力降低幅度明显;芯棒挤压强化后激光冲击复合强化过程中,加入防变形芯棒能够有效降低孔角的变形情况的发生。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张青来;陈骏;冯甜甜;姜银方;韩伟东;任旭东;;激光冲击冷轧钼带的微观结构和性能[J];材料研究学报;2012年05期
2 张永康;余承业;;激光冲击提高航空材料的疲劳寿命概述[J];电加工;1993年05期
3 ;激光冲击处理的新活力[J];激光与光电子学进展;1996年12期
4 范静怡;激光冲击处理[J];激光与光电子学进展;1997年04期
5 肖爱民,杨继昌,张永康;激光冲击强化原理及应用概述[J];电加工与模具;2000年06期
6 全宏声;激光冲击强化提高构件疲劳强度[J];材料工程;2001年12期
7 谢颂京;张伟;;激光冲击效果的影响因素及其发展趋势[J];新技术新工艺;2006年10期
8 马壮;李应红;张永康;任旭东;张凌峰;;激光冲击处理对304不锈钢力学性能的影响[J];材料热处理学报;2007年03期
9 罗新民;马辉;张静文;张永康;;激光冲击中的“应变屏蔽”和“约束击穿”[J];材料导报;2010年05期
10 罗新民;苑春智;任旭东;陈康敏;张永康;;激光冲击超高应变率对钛板形变微结构的影响[J];材料热处理学报;2010年06期
11 徐国建;李挺;王虹;杭争翔;邢飞;;激光冲击处理的应用[J];电焊机;2010年11期
12 周留成;李应红;何卫锋;周磊;陈东林;;激光冲击强化数值计算中的光滑粒子法[J];中国激光;2011年08期
13 张静文;罗新民;马辉;陈康敏;张永康;;2A02航空铝合金激光冲击诱导的表层纳米化[J];金属热处理;2011年09期
14 姜大伟;张永康;阮亮;皇甫喁卓;张田;任旭东;;激光冲击对耐热钢高温疲劳寿命的影响[J];金属热处理;2011年11期
15 罗新民;苑春智;张静文;马辉;赵广志;杨坤;张永康;;激光冲击及其对金属材料组织和性能的影响[J];热处理;2012年01期
16 荣烈润;;先进绿色:激光冲击表面改性技术[J];金属加工(热加工);2012年07期
17 罗新民;陈康敏;张永康;;金属材料在激光冲击表面改性中的微结构响应[J];热处理;2013年04期
18 Allan H.Clauer;关学丰;范靖亚;;铝合金焊接区的激光冲击强化[J];轻金属;1981年08期
19 杨怡生;刘志东;朱瑾亮;;激光冲击—一种金属表面局部强化的新工艺[J];应用激光;1992年03期
20 刘志东,杨怡生,余承业;激光冲击强化改善金属疲劳特性的研究[J];航空工艺技术;1992年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴先前;宋宏伟;魏延鹏;王曦;黄晨光;段祝平;;激光冲击强化诱导的冲击波压力特征研究[A];第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集[C];2011年
2 阮亮;张文武;焦俊科;;激光冲击强化研究现状与发展[A];第15届全国特种加工学术会议论文集(下)[C];2013年
3 邹世坤;吴树辉;曹子文;费群星;;激光冲击处理焊接区在核反应堆上的应用[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
4 邹世坤;曹子文;;钛合金整体叶盘的激光冲击强化[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
5 汪诚;李应红;马壮;赵双成;周鑫;;航空部件激光冲击强化系统与工艺研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
6 任旭东;张永康;周建忠;李国杰;;激光冲击提高钛合金机械性能研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
7 任旭东;张永康;冯爱新;张西良;;激光冲击中残余应力对链篦机零件裂纹的影响[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
8 胡永祥;姚振强;;基于高斯过程回归的激光冲击加工可靠建模方法研究[A];第15届全国特种加工学术会议论文集(下)[C];2013年
9 罗龙锦;任志强;张宗林;;激光冲击强化与喷丸提高不锈钢疲劳性能对比研究[A];第十五届中国科协年会第13分会场:航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年
10 聂祥樊;臧顺来;何卫锋;;激光冲击“残余应力洞”敏感性分析与抑制方法研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁金忠;激光冲击强化铝合金力学性能及微观塑性变形机理研究[D];江苏大学;2010年
2 苏孺;基于X射线衍射技术的金属材料受限形变行为研究[D];北京理工大学;2015年
3 王江涛;铝合金及其焊接件激光冲击强化抗环境损伤工艺与机理研究[D];江苏大学;2015年
4 李康妹;基于激光冲击效应的微坑加工方法及其摩擦学性能研究[D];上海交通大学;2015年
5 郑超;激光冲击微成形工艺数值模拟及其实验研究[D];山东大学;2011年
6 胡永祥;激光冲击处理工艺过程数值建模与冲击效应研究[D];上海交通大学;2008年
7 罗开玉;激光冲击不锈钢抗腐蚀性能及微观强化机理研究[D];江苏大学;2012年
8 车志刚;微尺度激光冲击强化金属靶材数值模拟与实验研究[D];华中科技大学;2009年
9 丁华;金属板料激光冲击变形机理及铝板校形研究[D];江苏大学;2010年
10 葛茂忠;AZ31B变形镁合金及其焊接件激光冲击处理研究[D];江苏大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 殷开婷;激光冲击微细塑性成形工艺研究[D];江苏科技大学;2015年
2 黄婉婉;稠油热采智能转换接头设计及抗腐蚀性能研究[D];江苏大学;2016年
3 李振;基于激光冲击的钛合金小孔构件残余应力分布及疲劳性能研究[D];江苏大学;2016年
4 宣婷;激光冲击表面微造型的理论和实验研究[D];江苏大学;2016年
5 邵伟;激光冲击强化对AZ80镁合金微观组织和电化学腐蚀的影响[D];江苏大学;2016年
6 徐士东;GH2036合金激光冲击晶粒细化及耐腐蚀性能优化研究[D];江苏大学;2016年
7 鲍士喜;耐热马氏体不锈钢ЭП866激光冲击强化组织与性能研究[D];江苏大学;2016年
8 邢佳;镁合金激光冲击植入纳米SiC颗粒工艺与性能研究[D];江苏大学;2016年
9 王长雨;压铸镁合金双面激光冲击强化残余应力和拉伸性能研究[D];江苏大学;2016年
10 杜金星;基于激光冲击强化的挤压模具延寿方法及机理研究[D];江苏大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 记者 张梅;首条激光冲击强化生产线落户航空基地[N];陕西日报;2008年
2 张梅;中国首条激光冲击强化生产线在西安落户[N];陕西科技报;2008年
3 陈军;我国激光冲击强化应用技术取得重大突破[N];中国高新技术产业导报;2009年
4 邹世坤;激光冲击强化:新一代抗疲劳表面强化技术[N];中国航空报;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978