激光冲击强化7050铝合金疲劳寿命数值模拟.doc

分类号密级UDC编号硕士学位论文激光冲击强化7050铝合金疲劳寿命数值模拟NumericalSimulationofFatigueLifeof7050AluminumAlloyProcessedbyLSP指导教师作者姓名申请学位级别硕士专业名称机械制造及其自动化论文提交日期2011年5月论文答辩日期2011年月学位授予单位和日期~~~~大学年月答辩委员会主席______________评阅人______________2011年5月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等手段保存和汇编本学位论文。保密□，本学位论文属于在年解密后适用本授权书。不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：2011年月日2011年月日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2011年月日PAGEV激光冲击强化7050铝合金疲劳寿命数值模拟NumericalSimulationofFatigueLifeof7050AluminumAlloyProcessedbyLSP专业名称：机械制造及其自动化指导教师：作者姓名：~~~~大学2011年5月~~~~大学硕士论文：激光冲击强化7050铝合金疲劳寿命数值模拟摘要本文利用有限元软件ABAQUS和MSC.Fatigue对7050-T7451铝合金预置小孔试件的疲劳寿命进行了数值模拟，重点解决了激光冲击强化后试件的疲劳仿真，进一步深入研究了激光冲击强化对疲劳寿命的影响。对两组7050-T7451铝合金预置小孔试件进行了拉拉疲劳试验。一组为未强化试件，另一组为激光冲击强化试件。试验结果表明，在101.3MPa的加载应力水平下，两组平均疲劳寿命分别为26024和108336周次，疲劳寿命提高了416.3%。研究表明，激光冲击产生的高幅冲击波，使材料发生弹性塑性变形，并在金属表层形成密集的位错、空位及空位团。这些效应能改变激光冲击金属的显微结构和力学性能，增加试件的表面硬度。激光冲击强化可以使材料获得较高的表面残余压应力和较深的影响层深度。材料疲劳破坏主要是由于拉应力的存在,经激光冲击处理后,在材料表面存在的残余压应力可以平衡材料在使用过程中的拉应力,从而延缓疲劳裂纹的产生及扩展速度。为了能够模拟激光冲击后试件的疲劳寿命，需要在MSC.Fatigue中导入试件的最大载荷线性应力图和激光冲击产生的残余应力场。本文激光冲击数值模拟的目的就是为了获得残余应力场。利用有限元方法进行疲劳寿命计算，需要知道载荷的变化历程、结构几何参数以及有关的材料性能参数或曲线。用有限元计算疲劳通常分为两步：第一步是根据载荷和几何机构计算动态应力/变化响应，第二步是一旦获得应力应变响应，结合材料性能参数，就可以应用不同的疲劳损伤模型进行疲劳寿命计算。疲劳寿命的理