国家自然科学基金(51175002)
- 作品数：11 被引量：48H指数：5
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- 相关领域：电子电信金属学及工艺机械工程理学更多>>
- 循环载荷幅值对7075-T7451铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响被引量：5
- 2016年
- 在不同幅值循环载荷条件下对7075-T7451铝合金紧凑拉伸(CT)试样进行拉伸疲劳试验,对其疲劳裂纹扩展速率和应力强度因子幅值ΔK进行了研究,并用扫描电子显微镜观测试样的断口形貌。结果表明:随着循环载荷幅值的增大,试样的疲劳寿命缩短,裂纹的扩展速率增大;试样宏观断口形貌的裂纹稳态扩展区域减小,而瞬时断裂区域增大。稳态扩展区主要以疲劳条带扩展机制为主,且疲劳条带间距随循环载荷幅值的增大而增大;瞬断区的断口形貌以韧窝断裂为主,韧窝尺寸随循环载荷幅值的增大而减小。
- 黄志伟汪静雪张兴权段士伟陈斌黄志来裴善报
- 关键词：断口形貌
- 齿轮激光冲击强化数值模拟中有限元网格划分的研究
- 2013年
- 由于渐开线轮齿形状的复杂性,现有网格划分的方法难以适应轮齿激光脉冲冲击强化的模拟过程中网格的划分,本文中提出了一种新的网格划分方法。在分析齿廓特征的基础上,先将轮齿的端面齿廓进行合理分割成不同的规则的区域,再在不同区域内用不同的网格密度生成平面单元,然后通过拖拉方法生成适合激光冲击波传播的体单元,相比于已有的网格划分方法,该方法在网格密度、单元形态、长宽比、单元与激光压力加载方向一致性等方面得到了较好地改善,有效地避免了不合理的网格几何形状,获得较为准确的残余应力。试验结果证明了该方法的正确性,并得出齿面网格尺寸为0.125 mm时最合适求解。
- 张兴权郑如戚晓利冯建有陈六三何广德
- 关键词：激光脉冲齿轮有限元法残余应力
- 齿圈断裂失效分析被引量：1
- 2014年
- 通过显微组织观察、疲劳断口形貌分析以及有限元分析等方法对汽车变速箱齿轮齿圈断裂的原因进行了研究。结果表明,齿圈断裂形式为疲劳断裂,其原因为材料在热处理后残留奥氏体含量过高,齿轮内孔与轴配合的过盈量过大等。建议在齿轮的设计和加工过程中,将齿轮内孔与轴配合的过盈量适度减小;在热处理过程中,应及时回火,减少残留奥氏体含量,以延长变速箱寿命。
- 张鑫张兴权佘建平李欢戚晓利冯建有
- 关键词：齿圈过盈量显微组织接触应力
- 7075铝合金激光多点冲击诱导残余应力的数值模拟被引量：7
- 2015年
- 激光冲击强化技术是一种新型的材料表面改性技术。在实际应用中,由于激光光斑直径通常在20 mm以下,工件表面大范围的激光冲击强化需要采用多个光斑搭接。运用实验和数值模拟的方法,探讨了光斑在不同中心距下诱导的残余应力场的分布规律,研究了不同搭接率对残余应力分布的影响,以及两种不同加载顺序下表面残余应力的分布特性。结果表明:相邻光斑中心距对两光斑之间区域的残余应力有重要影响,随着两光斑中心距的减小,相邻光斑之间区域的应力场由残余拉应力转变为残余压应力;搭接率越大,获得的残余压应力幅值越大,残余应力分布越均匀;从中间到两侧的多点冲击方式能获得较大、较均匀的残余压应力。
- 张兴权李欢黄志来张鑫佘建平章艳段士伟
- 关键词：激光技术残余应力有限元分析搭接
- 圆杆在激光冲击作用下动态响应的数值模拟被引量：12
- 2015年
- 利用ABAQUS模拟2024铝制圆杆经激光冲击后的动态响应,研究了激光诱导的应力波沿纵向和横向的衰减特性,讨论了杆径对应力波峰值随传播距离衰减的影响,对比分析了杆径对残余应力场的影响。结果表明:强激光诱导的应力波峰值在圆杆中沿纵向和横向均随传播距离的增大而逐渐减小,同时波形出现"弥散"现象。应力波峰值的衰减速度呈先快后慢的趋势。随着杆径增大,圆杆内部的残余应力场逐渐趋于均匀,残余压应力层深度增大并趋于饱和。
- 张兴权章艳段士伟黄志来冯建有王彪
- 关键词：激光光学有限元分析残余应力场
- 紧固孔多点激光喷丸诱导残余应力的数值模拟被引量：1
- 2016年
- 激光喷丸强化技术是一种新型的材料表面改性技术相比于传统喷丸强化技术,具有明显的优势。采用试验与有限元分析相结合的方法,探讨了在一定冲击顺序下,多点激光喷丸强化处理后紧固孔周围残余应力的分布情况。结果表明,通过多个直径为2.6mm光斑的组合能形成一个直径近似为6mm的较大圆形冲击区域,可用来替代大直径光斑进行冲击强化。在多点激光喷丸强化过程中,由于多个光斑叠加,导致冲击区域的表面残余压应力幅值由第一点冲击后的134 MPa增加到冲击结束后的254 MPa,冲击区域变形深度也逐渐增大到26.6μm。在冲击区域钻孔后,紧固孔孔口边缘处的最大残余压应力值明显减小。模拟值与实验值吻合较好。
- 张兴权黄志伟章艳叶小华张义伟段士伟黄志来
- 关键词：激光光学紧固孔残余应力表面形貌
- 激光参数对圆杆件残余应力场影响的数值模拟被引量：5
- 2016年
- 利用三维有限元技术模拟预测激光单次冲击圆杆件诱导的残余应力场,并与实验结果比较,残余应力场的预测值与实验测量值一致性较好。探讨了激光功率密度、冲击角度以及冲击次数等激光参数对残余应力场的影响。结果表明,在激光冲击圆杆件过程中,激光功率密度越大,光斑中心区域的残余压应力越小,残余应力状态最终由残余压应力变为残余拉应力;光斑中心区域的残余压应力随冲击角度的增大而增大;冲击次数在一定阈值范围内时,光斑中心的残余压应力增幅显著,之后逐渐趋于饱和。塑性强化层深度随激光功率密度和冲击次数的增加而增大,激光冲击角度对塑性强化层深度几乎没有影响。
- 汪静雪章艳张兴权戚晓利裴善报陈彬
- 关键词：激光技术残余应力
- 强激光诱导的应力波在靶板中衰减特性数值模拟被引量：2
- 2014年
- 利用ABAQUS数值模拟软件对脉宽为ns量级的强激光诱导的应力波在铜靶中传播特性进行了模拟研究。建立了适合于高压高应变率下一维平面应力波在铜靶中传播的有限元分析模型,模拟了两种不同激光冲击波峰值压力诱导的应力波在铜靶中衰减的特性。结果显示,峰值压力为0.35 GPa和3.5 GPa下驱动的应力波在铜靶中的传播速度分别为4 600 m/s,4 000 m/s。峰值压力为3.5 GPa冲击波在靶体内诱导的应力波出现了弹性波和塑性波的双波结构。应力波峰值的衰减规律呈指数形式衰减。模拟计算的结果与理论和实验结果较为一致。
- 张兴权左立生余晓流戚晓利黄志来王彪段仕伟
- 关键词：强激光应力波
- 激光喷丸强化对半圆孔件疲劳寿命的影响被引量：4
- 2015年
- 为研究激光喷丸强化对7075-T6铝合金半圆孔件疲劳寿命的影响,对激光喷丸与未喷丸的试样进行了对比试验,利用X射线应力仪测定其表面残余应力,并对试样进行疲劳拉伸试验.用扫描电镜观察了两类试样疲劳断口的形貌,并采用数理统计方法对其疲劳寿命进行分析.研究表明:经激光喷丸处理区域,表面存在较大的残余压应力,幅值为310 MPa;未喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.7~0.8μm,而喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.3~0.4μm,说明喷丸试样裂纹扩展的速度比未喷丸试样慢很多;激光喷丸后半圆孔件的疲劳寿命比未喷丸的疲劳寿命提高了2.8~7.2倍.
- 章艳张兴权左立生周煜段士伟黄志来
- 关键词：残余应力疲劳断口
- 激光冲击强化对紧固孔疲劳寿命的影响(英文)被引量：10
- 2014年
- 研究激光冲击对航空铝合金LY12CZ紧固孔疲劳特性的影响,孔的直径为d3 mm。利用X射线衍射法测量残余应力,对试件进行疲劳断裂实验,并用扫描电子显微镜(SEM)观察试件疲劳断口的微观特征。结果表明:激光冲击会在紧固孔端面形成残余压应力,冲击试件的疲劳寿命是未冲击的3.5倍。通过断口的观察和比较发现,冲击后试件的疲劳裂纹源于次表层,而不是源于试件表层,冲击后疲劳断口快速扩展区的疲劳条纹间距比未冲击试件疲劳断口快速扩展区的疲劳条纹间距要小。另外,在冲击试件断裂区的韧窝明显比未冲击的要大,这与冲击时材料内发生塑性变形有关。
- 张兴权陈六三余晓流左立生周煜
- 关键词：激光冲击强化紧固孔LY12CZ
