激光冲击7050铝合金薄板试样形成残余应力洞的机制

• 作者: 冯爱新 周东呈 曹宇鹏 花国然 蒋苏州
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 激光技术 激光冲击 残余应力洞 7050铝合金
• 年，卷（期）: 2016,（11）
• 所属期刊栏目: 激光制造
• 页码范围: 78-87
• 页数: 10页
• 分类号: TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201643.1102003

摘要

为研究激光冲击7050铝合金薄板试样形成残余应力洞的机制,分别使用功率密度为1.98 GW/cm2和2.77 GW/cm2的激光冲击7050铝合金试样.采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件模拟分析了在功率密度为1.98 GW/cm2的激光束冲击下的薄板试样.实验中利用X射线应力分析仪测量薄板试样和厚板试样的残余应力分布,利用压电薄膜传感器测量激光冲击时试样的动态应变,并利用三维显微系统观察激光冲击区域的表面微结构.实验结果表明,功率密度为1.98 GW/cm2和2.77 GW/cm2的激光束冲击7050铝合金薄板试样后均产生了残余应力洞现象.反射边界条件下的模拟结果与实验数据具有较好的一致性,表明稀疏波在光斑中心的会聚是产生残余应力洞现象的主要原因.由残余应力分布和动态应变可知,在试样内来回反射的冲击波对残余应力洞的影响不容忽视;功率密度为2.77 GW/cm2的激光束冲击加载后,薄板、厚板试样冲击区域中心的厚度分别比临近区域的厚度大10.800 μm和8.150 μm;在表面稀疏波与冲击波的共同作用下,试样表面均产生了残余应力洞现象.