飞机受损件打磨表面形状对激光喷丸残余应力的影响

为研究飞机受损件经打磨后表面形状对残余应力分布的影响,文中对飞机受损 件腐蚀损伤区域打磨后的表面形状进行分类,并对表面形状进行函数表征,采用 ABAQUS 软件完成了不同表面形状及曲面曲率下激光喷丸的有限元模拟． 模拟结果表明,激光喷丸 后,材料表面最大残余压应力由大到小的表面形状依次为双凹面、凹圆弧面、凸凹面、平 面、凸圆弧面、双凸面,表面形状对残余压应力层深度影响较小． 随着曲面曲率的增加,双 凹面、凹圆弧面、凸凹面表面最大残余压应力逐渐增大,而双凸面、凸圆弧面表面最大残余 压应力逐渐减小,曲面曲率对残余压应力层深度影响较小．     

Inconel 718合金喷丸残余应力场及应力松弛的研究

研究了Inconel 718合金喷丸残余应力场及在500℃、600℃保持过程中残余应力的松弛规律。采用钢丸、玻璃丸组合喷丸后，Inconel718合金表面压应力约为-570MPa，距表面0．1mm处压应力达到最大值约为-790MPa，距表面约0.55mm处压应力接近消失。采用玻璃丸喷丸后，表面压应力约-480MPa，距表面约0．06mm处压应力达到虽大值，约为-740MPa，距表面约0．4mm处压应力接近消失。喷丸后的高温保持过程中，残余应力部分发生松弛，应力松弛的动力学过程满足Zener-Wert-Avrami方程。     

齿轮喷丸残余应力与疲劳寿命

金属零件表面经喷丸处理,可以显著延长零件的疲劳寿命。这一工艺近年来已在国内外得到普遍认可并迅速发展。例如对汽车钢板弹簧进行喷丸,可延长疲劳寿命10倍;如果在100公斤力/毫米~2的预应力条件下喷丸,则疲劳寿命可延长28.7倍。本文介绍喷丸延长疲劳寿命的原因、喷丸工艺参数对残余应力的影响以及喷丸对齿轮轮齿寿命的影响。     

喷丸强化连杆残余应力的测试与分析

为比较滚筒抛丸机喷丸和悬挂式抛丸机喷丸在连杆表面产生的残余压应力的大小 ,用钻孔贴应变片法对喷丸强化连杆的表面残余应力进行了测试 .结果表明 :喷丸强化能够有效地在连杆表面产生残余压应力 ,且悬挂式抛丸机喷丸在连杆表面产生的残余压应力大于滚筒抛丸机喷丸引起的残余压应力 .文中对测试误差来源也进行了探讨 .     

激光冲击钛合金薄壁件动态响应及残余拉应力形成机制

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以降低反射拉伸波强度发现5mm厚试件内最大残余拉应力仅为70 MPa,且表面处的拉应力转化为了压应力,从而提出了通过导波等方式控制应力波反射强度的薄壁件残余应力调控方法。     

喷丸残余应力及工艺参数优化

运用商用软件ABAQUS建立了铸钢钢丸冲击结构钢靶材的三维有限元模型.采用显示算法(ABAQUS/EXPLICIT)研究了不同喷丸工艺参数下喷丸残余应力场的分布特点.重点研究了喷射速度、弹丸尺寸、入射角、覆盖率和靶材屈服强度对喷丸残余应力的影响规律,进而得出最优喷丸工艺参数,为实际应用提供了理论基础.最后讨论了摩擦力对残余应力场的影响:垂直入射时,摩擦力使最大残余压应力偏大;倾斜入射时,摩擦力使最大残余压应力偏小.     

考虑喷丸残余应力的齿根裂纹扩展计算方法

为了解决喷丸冲击残余应力影响下齿根裂纹扩展计算方法缺乏的问题,首先,基于线弹性断裂力学理论,耦合残余应力与裂纹闭合效应,采用修正的Paris法构建裂纹扩展模型,分析在不同喷丸条件下残余应力场对裂纹扩展行为的具体影响;其次,联合预置裂纹的单齿裂纹扩展模型和有限元-离散元(FEM-DEM)喷丸模型,提出齿根残余应力裂纹扩展计算方法,获得不同喷丸参数下的残余应力场;最后,探究喷丸强化残余应力与齿根弯曲应力耦合复合应力场对齿根裂纹扩展行为的影响。研究结果表明：在喷丸强化作用下,残余压应力影响区域内裂纹尖端的应力强度因子显著降低,导致裂纹闭合力增大,裂纹闭合效应增强,裂纹扩展门槛提高,从而有效抑制了裂纹扩展;在次表面上,喷丸残余应力对裂纹的抑制作用最明显,并随裂纹深度增加而减弱。     

激光诱导残余应力的试验

对激光诱导残余应力的机理进行了分析研究.用波长1.06μm、脉宽23 ns、功率密度108~109W/cm2的脉冲激光冲击外形尺寸为30 mm×30 mm×5.5 mm的LY12CZ试样,研究了激光能量密度和冲击次数对残余应力分布的影响,并将激光诱导的残余应力与传统的机械喷丸形成的残余应力进行比较.结果表明:残余压应力随着激光能量密度的加大而加大,残余压应力层的深度随着冲击次数的增加而增加,激光诱导的残余压应力层的深度是传统机械喷丸形成的3~4倍.     

拉压组合法消减铝合金环形件淬火残余应力研究

针对环形件淬火残余应力突出的问题,提出一种消减淬火残余应力的新方法即拉压组合法。该方法通过沿环形件内侧45°方向施加压力,同时产生拉伸和压缩的效果。利用ABAQUS有限元软件对7085铝合金环形件淬火残余应力及拉压组合法进行数值仿真。进行拉压组合法消减铝合金环形件淬火残余应力工艺实验,采用环形件切口法来表征环形件应力的变化。研究结果表明:环形件淬火残余应力主要表现为集中在截面芯部区域的周向拉应力,最大值为46 MPa;当高度方向变形量为0.6%时,芯部残余应力降至10 MPa左右;随着压下量增加,芯部残余应力由拉应力变为压应力;施加0.6%变形量的环件切口由淬火时内缩2.26 mm变为张开0.34 mm,实验结果与仿真结果一致。     

利用激光超声测量H型钢梁的残余应力

介绍了利用激光超声和瑞利波测量残余应力的方法及主要的测量装置,描述了采用这种方法对轧制H型钢梁残余应力的测量过程,并对测量结果进行了分析。