激光喷丸成形工艺中的残余应力分析

简介：
本研究探讨了激光喷丸成形技术在材料加工中的应用，重点分析该过程中产生的残余应力分布、形成机理及其对零件性能的影响，为优化制造工艺提供理论依据。 本段落通过对激光喷丸成形(LPF)过程中残余应力场分布的研究，旨在揭示单点喷丸的残余应力分布形式，并探讨在单点多次及多路径喷丸中后续冲击对前次冲击产生的残余应力的影响规律。这些研究对于精确控制材料表面和内部的残余应力以及获得所需的板料形状具有重要的指导意义。 实验采用钕玻璃高功率脉冲激光器，针对厚度为1.2毫米的LY12CZ硬铝合金进行了单点激光喷丸处理，并利用X衍射应力测定仪检测了冲击后板材表面及不同深度处的残余应力。此外，在另一项实验中使用了6061-T6铝合金板料进行三列窄条激光喷丸变形测试。 基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件，本段落建立了一个较为精确的模型来模拟激光喷丸过程中冲击波压力的变化，并对不同工艺参数（如激光能量、板材尺寸和路径选择）下材料形变过程进行了数值模拟。通过实验数据与数值模拟结果相结合的方法探讨了主要加工参数与残余应力场分布之间的相互作用关系。 以上研究为理解和优化LPF技术提供了理论依据和技术支持，有助于提升该方法在金属材料表面改性及精密成形领域的应用效果。