AZ31镁合金激光冲击强化残余应力场数值模拟及实验研究的任务书.docx

AZ31镁合金激光冲击强化残余应力场数值模拟及实验研究的任务书
任务书
课题名称：AZ31镁合金激光冲击强化残余应力场数值模拟及实验研究
任务背景：随着工业化和现代科技的发展，使用轻量化材料的需求越来越大，AZ31镁合金由于具有轻质高强耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空、汽车和船舶等领域。激光冲击强化技术是一种通过光学能量转化成动能能够在材料表面生成高速冲击波从而改变材料表面性质的表面加工方法。对于AZ31镁合金这样的轻质高强材料，这种表面加工方法可以在保证材料强度的情况下实现轻量化的目标。
任务目标：本课题旨在通过数值模拟和实验研究的方式，探究AZ31镁合金激光冲击强化过程中残余应力场的分布规律和影响因素，为材料表面加工的优化设计和工艺参数的优化提供科学依据。
任务内容：
1.对AZ31镁合金激光冲击强化过程中的物理过程进行分析，并建立相应的数值模拟模型。重点考虑激光强度、打击次数、激光直径、入射角等影响因素对残余应力场分布的影响。
2.基于建立的数值模拟模型，进行数值模拟，并得到模拟结果。分析数值模拟结果，探究残余应力场分布规律，验证数值模拟模型的准确性。
3.实验室中搭建AZ31镁合金激光冲击强化系统，进行实验研究。重点考虑激光强度、打击次数、激光直径、入射角等影响因素对残余应力场分布的影响。
4.基于实验结果，分析残余应力场分布规律，与数值模拟结果进行对比和验证。探究影响材料表面加工质量和性能的因素，提出优化建议。
任务计划安排：
1.第一阶段（前两个月），研究AZ31镁合金材料的基本性质和激光冲击强化机理，建立数值模拟模型，确定实验方案。
2.第二阶段（中间两个月），进行数值模拟，获取数值模拟结果，分析残余应力场分布规律。
3.第三阶段（后两个月），进行实验研究，获取实验结果，分析残余应力场分布规律。
4.第四阶段（最后一个月），对数值模拟结果和实验结果进行分析对比，提出优化建议，完成论文撰写。
任务要求：
1.数值模拟模型建立准确，数值模拟结果符合实际情况。
2.实验方案设计合理，实验操作规范，实验结果可靠。
3.论文结构清晰，逻辑严密，语言表达准确流畅。
4.研究成果能够为材料表面加工的优化设计和工艺参数的优化提供科学依据。
预期成果：
1.一篇学术论文，发表在权威期刊上。
2.一份完整的研究报告，包括数值模拟结果、实验结果以及结论和建议。
3.一份实验室备用材料清单，包括激光冲击强化系统所需的材料和设备。
4.一份激光冲击强化工艺参数的优化方案，包括激光强度、打击次数、激光直径、入射角等参数。