TC17钛合金激光冲击强化应力波传播过程数值分析
文献类型：会议论文
| 作者 | 桓恒; 孙博宇; 陆莹; 乔红超; Qi F(祁峰)
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| 出版日期 | 2017 |
| 会议名称 | 第17届全国特种加工学术会议 |
| 会议日期 | 2017年11月17日至11月20日 |
| 会议地点 | 广州 |
| 关键词 | 激光冲击强化 应力波 残余应力 残余应变 |
| 页码 | 1 |
| 通讯作者 | 桓恒 |
| 中文摘要 | 双相钛合金TC17具有优越的力学性能,具有屈服强度高、断裂韧性好的优点,广泛应用于航空发动机风扇盘、压气机盘、离心叶轮等承载力需求高的关键零部件制造领域,在航空工业中具有不可替代性。激光冲击强化与传统强化方法相比具有高压、超快、超高应变率等优势,其强化限制少、可控性强、强化效果好,是传统喷丸的5-10倍,且无热影响区。激光冲击强化可有效提高TC17合金相关性能,尤其是疲劳性能,但急需对其作用机理进行全面解释。本文系统研究了激光冲击强化过程冲激光诱导等离子体冲击波在TC17合金中的传播情况,采用ABAQUS有限元数值模拟方法研究无反射情况下单点冲击强化应力波传播规律,同时利用TC17动态响应曲线得到了材料的残余应变。由于材料内部应力波传播与相互作用过程十分复杂,且需考虑应变率效应,应力波峰值在向前传播的过程中逐渐减小。虽然3000ns之后应力波已趋近于零,但由于弹性能与内能之间的相互转换,应力波依然存在震荡。由于无反射边界条件的存在,导致能量不断向无限远处传播,最终材料内部能量达到平衡不再震荡,此时材料产生稳定的塑性应变区和稳定的残余应力场。表面冲击中心处的应力幅值随时间呈降低趋势,说明其动能在不断衰减。在塑性区停止变化之前,应力波的动能大部分转化成了塑性应变能被储存起来,之后主要转变为弹性能。应力波的传播是残余应力场产生的根源,由于有弹性波和塑性波的存在,所以需根据不同时刻应力波结构来分析实时应力场。考虑一点的动态响应情况,选用流体弹塑性模型,可得其动态响应曲线。主要结论为:(1)分析TC17无限厚材料应力波传播规律,发现最大压应力随深度的变化规律,同时利用TC17动态响应曲线得到了材料的残余应变。(2)通过模型求出塑性波和弹性波在材料中的传播速度,通过与声学手册比较验证结果的准确性。并具体分析了材料任意一点被受塑性波和弹性波影响过程,从而一定程度上揭示了残余应变和残余应力的形成过程。 |
| 产权排序 | 2 |
| 会议主办者 | 中国机械工程学会特种加工分会、广东工业大学 |
| 会议录 | 特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议论文集（摘要）
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| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.sia.cn/handle/173321/22060]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_光电信息技术研究室 |
| 作者单位 | 1.中国科学院沈阳自动化研究所 2.中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 桓恒,孙博宇,陆莹,等. TC17钛合金激光冲击强化应力波传播过程数值分析[C]. 见:第17届全国特种加工学术会议. 广州. 2017年11月17日至11月20日. |
入库方式： OAI收割
来源：沈阳自动化研究所
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