江苏省自然科学基金(BK2010351)
- 作品数：10 被引量：68H指数：4
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- CO_2激光诱导聚酰胺的融化特征与机理研究被引量：1
- 2013年
- 为了探索CO2激光对聚酰胺材料的热效应融化机理,在常温下,利用低功率CO2激光对聚酰胺PA12进行定位和扫描辐照融化实验,通过光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察形貌特征,以及X射线衍射仪(XRD)分析微观结构,研究激光参数和辐照方式对融化特征的影响。实验发现,在光斑直径2 mm时,激光功率<1 W试样融化不明显,激光功率>3 W热分解显著,激光功率密度0.32 W/mm2是试样融化阈值;激光定位辐照获得固体试样的浅表层融化,当激光扫描辐照时,试样融化深度随激光功率和扫描次数的增大而加深直至完全融化;试样融化后的结晶度有明显提高。实验结果和理论研究相吻合,这对于利用CO2激光进行聚酰胺材料的微成型加工有指导意义。
- 谭文胜周建忠黄舒樊玉杰
- 关键词：CO2激光激光辐照聚酰胺
- 6061-T6铝合金紧凑拉伸试样激光喷丸强化后的疲劳裂纹扩展性能研究被引量：16
- 2011年
- 采用波长为1064 nm,脉冲宽度20 ns的YLSS-D25A/M型激光器,按预定轨迹对6061-T6铝合金紧凑拉伸(CT)疲劳试样进行大面积光斑搭接的双面激光喷丸强化(LSP)处理,研究了喷丸强化前后试样中残余应力的分布情况,讨论了激光喷丸处理对含预制裂纹CT样疲劳裂纹扩展速率的减缓程度,分析了激光喷丸后试样的疲劳断口特征。结果表明,激光喷丸强化诱导的残余压应力场能有效地降低疲劳裂纹扩展速率,疲劳寿命提高64.4%,观察试样激光喷丸后疲劳断口的宏微观形貌,发现在疲劳裂纹扩展区,张应力轴与裂纹平面垂直,正断面上出现明显的疲劳辉纹,疲劳辉纹间距随着裂纹的扩展而逐渐增大。
- 周建忠王呈栋黄舒杨小东徐增闯杨晶朱伟
- 关键词：激光技术残余应力裂纹扩展速率疲劳断口
- AZ31B镁合金激光喷丸后的形变强化及疲劳断口分析被引量：22
- 2011年
- 对AZ31B镁合金中心缺口试样进行激光喷丸强化(LSP)处理,并进行拉-拉疲劳试验。通过研究激光喷丸前后表面完整性的变化规律,发现喷丸后AZ31B试样以滑移和孪生两种方式产生塑性变形,表面及深度方向显微硬度较基体提高50%左右,喷丸区表面残余压应力值达到-126.29MPa,晶粒内部出现大量滑移线和孪晶,晶粒明显细化。通过测量加载点轴向载荷和轴向位移分析了激光喷丸前后的疲劳性能,并比较激光喷丸前后疲劳断口形貌特征,发现喷丸后试样表面没有产生明显的疲劳裂纹源,残余压应力使裂纹尖端的实际应力强度因子降低,提高了疲劳裂纹萌生和扩展抗力,疲劳裂纹扩展路径较未处理试样更为曲折,最终断裂区韧窝尺寸比未喷丸件更大更深,表明激光喷丸后试样的塑性有所提升。
- 黄舒周建忠蒋素琴盛杰徐增闯阮鸿雁
- 关键词：激光技术镁合金残余压应力疲劳断口
- C194铜合金薄板单点脉冲激光弯曲特性数值模拟
- 2012年
- 为研究薄板脉冲激光弯曲特性,以C194铜合金薄板为研究对象,采用ABAQUS软件对其单点脉冲弯曲成形过程进行有限元数值模拟。结果表明:脉冲激光加热阶段,上下表面存在着明显温度梯度,这是单点脉冲激光弯曲成形过程的主要机制;在应力分布方面,受辐照区域在厚度方向均表现为残余拉应力分布,且存在着一定的梯度分布,单点脉冲激光辐照后,压力分布表现为"中拉外压";在位移场方面,随着温度由高到低,试样出现了由反向弯曲转为正向弯曲的变化,这与材料受热区域的正负应变、压拉应力的转变有关。
- 曾锡琴盛杰黄舒
- 关键词：铜合金数值模拟
- C194铜合金薄板激光弯曲试验及力学性能分析被引量：2
- 2012年
- 采用脉冲激光对C194铜合金进行激光弯曲成形试验,研究激光参数对弯曲角度的影响规律,并对弯曲前后试件的抗拉强度、载荷位移曲线、显微硬度、表面形貌和表面粗糙度进行对比分析.结果表明:板料弯曲角度随激光功率、离焦量的增大呈先增大后减小的趋势,随扫描速度的增大而减小,随扫描次数的增加而逐渐增大,且扫描次数较少时,两者呈近似线性关系;激光弯曲成形后的试件抗拉强度,随激光功率的增加呈逐渐减小趋势,但低功率条件下的晶粒细化效果反而提高了成形件的抗拉强度;成形后试件扫描区硬化作用并不明显,平均硬度比母材仅提高了3.3%;激光弯曲工艺产生的不均匀温度场使板料面粗糙度和x,y向截面粗糙度均有不同程度的增加.
- 黄舒周建忠胡玲玲杨小东
- 关键词：C194铜合金激光弯曲力学性能晶粒细化粗糙度
- CO_2激光融化聚合物的理论研究
- 2014年
- 为了研究聚合物的激光熔融塑化效果,在分析CO2激光对聚合物的光热作用基础上,建立激光融化聚合物理论模型,依据能量守恒和热物理原理,计算推导了激光参数与温度变化的数学关系表达式,并以CO2激光融化典型聚合物为例,数值计算和实验分析激光参数对融化深度的影响。结果表明:聚合物呈现出浅表面融化和深度融化两种特征,选择合适激光参数能够实现由表及里的聚合物整体融化,理论计算的融化深度与实验测量结果较为吻合,利用所建立的理论模型及其相关分析公式,可为探索CO2激光辐照的聚合物塑化成型加工提供理论依据。
- 谭文胜周建忠黄舒孟宪凯
- 关键词：CO2激光
- 激光喷丸诱导三维残余应力场的二级模糊综合评判被引量：1
- 2012年
- 基于模糊数学理论,综合考虑影响激光喷丸(LSP)强化诱导三维残余应力场的多种因素及其多层次性,建立了残余应力场优劣的二级模糊综合评判模型。以两组有限元分析的数据为例,对激光喷丸诱导三维残余应力场的优劣进行模糊综合评判,并对两组疲劳试样进行疲劳模拟试验,得到的疲劳寿命结果很好地证明了模糊综合评判结果的正确性。该方法可为优化和控制激光喷丸强化诱导三维残余应力场提供理论依据。
- 蒋素琴叶鸿伟
- 关键词：激光技术激光喷丸模糊综合评判残余应力场
- 激光喷丸强化TC4钛合金疲劳性能的数值模拟研究被引量：3
- 2013年
- 采用有限元软件ABAQUS和MSC.Fatigue为平台,对不同喷丸方式(单面、双面)、不同激光功率密度(5.66,7.08,8.49 GW/cm2)、以及不同喷丸路径(3、5、7排)下,对TC4钛合金单联中心孔试样激光喷丸过程进行数值模拟研究,分析不同工艺参数对TC4钛合金残余应力分布以及疲劳寿命的影响。结果表明:双面激光喷丸的效果远优于单面激光喷丸,双面喷丸后最大残余压应力值比单面喷丸后增加了29%。同时,双面激光喷丸后,上表面最大残余压应力值达-746 MPa,比下表面最大残余压应力值提高了21%。激光喷丸后试样表面残余压应力随着激光功率密度以及喷丸覆盖率的增大而增大,最后趋于饱和;不同喷丸覆盖率对深度方向上残余应力影响不大。模拟结果表明,激光喷丸强化诱导的残余压应力分布对TC4钛合金单联中心孔试样有较好的延寿作用。
- 杨晶周建忠黄舒左立党季杏露谢小江孟宪凯田清
- 关键词：数值模拟残余应力TC4钛合金
- 基于不同应力比下激光喷丸强化6061-T6铝合金的疲劳裂纹扩展性能研究被引量：22
- 2011年
- 为了研究不同应力比下激光喷丸强化(LSP)对6061-T6铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响,采用有限元软件ABAQUS和疲劳分析软件MSC.Fatigue相结合,对应力比为0.1、0.3、0.5条件下的6061-T6铝合金紧凑拉伸(CT)试样进行了激光喷丸强化疲劳裂纹扩展的数值模拟,分析残余压应力对高低应力比下的裂纹闭合效应,探索不同应力比对激光喷丸强化疲劳寿命增益的影响。结果表明,经过激光喷丸后,3种不同应力比下的疲劳裂纹扩展速率较未处理试件都有一定的降低;应力比的取值对激光喷丸后CT试样的疲劳寿命有显著影响,应力比越小,激光喷丸对CT试样疲劳寿命的增益影响越明显。
- 周建忠徐增闯黄舒杨小东王呈栋杨晶左立党季杏露
- 关键词：激光技术残余应力应力比数值模拟
- 基于应变速率的激光喷丸强化6061-T6铝合金力学性能分析被引量：8
- 2012年
- 为研究不同应变速率下激光喷丸对6061-T6铝合金力学性能的影响,对标准拉伸试样进行单面和双面激光喷丸强化处理,随后在0.0001～0.1s-1 4种连续应变速率加载条件下,对未喷丸、单面喷丸、双面喷丸3组试样进行了力学性能测试,同时测试了试样表面残余应力,分析了喷丸前后材料表面粗糙度变化及其对延伸率的影响,探讨了激光喷丸后力学性能变化的微观机理。结果表明,抗拉强度(UTS)及屈服强度随应变速率的增加而增大,延伸率随应变速率的增加略微减小;与未处理试样相比,单面激光喷丸后,铝合金的抗拉强度及屈服强度得到小幅提高,延伸率大约降低了1%;双面激光喷丸后,铝合金抗拉强度最大提高了10.8%,屈服强度最大提高了12.5%,延伸率降低了2%左右。激光喷丸区域晶粒得到细化,位错密度得以增加,6061-T6铝合金的力学性能得到改善。
- 周建忠左立党黄舒徐增闯杨晶季杏露谢小江
- 关键词：激光技术激光喷丸力学性能应变速率
