625所曹子文 激光冲击波加载下2024铝合金弯曲变形规律.pdfVIP

激光与光电子学进展 52, 121405(2015) Laser Optoelectronics Progress ©2015《中国激光》杂志社 激光诱导冲击波加载下铝合金弯曲变形规律与表面 特性研究 曹子文 邹世坤 车志刚 北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室,北京 100024 摘要 利用纳秒脉冲激光诱导冲击波对2024铝合金试片进行单面冲击成形实验，分析了冲击成形试片的弯曲变形、 残余应力和表面形貌。研究发现,激光功率密度和覆盖率影响试片冲击表层的塑形应变大小及其分布，进而影响试 片的弯曲变形；随着覆盖率增大，冲击表面趋于平整；相同激光冲击参数下厚度大于4mm的铝合金试板的曲率半径 与试板厚度平方成正比，试片正/反面均为压应力分布，试片弯曲对正面强化表面的残余压应力具有松弛作用。 关键词 激光技术;激光加工;激光冲击成形;弯曲变形;2024铝合金 中图分类号 TG392 文献标识码 A doi:10.3788/LOP52.121405 BendingDeformationandSurfaceCharacteristicsof 2024Aluminum AlloyProcessedbyLaser-InducedShockWave CaoZiwen ZouShikun CheZhigang ScienceandTechnologyonPowerBeamProcessesLaboratory,BeijingAeronauticalManufacturingTechnology ResearchInstitute,Beijing 100024,China Abstract 2024aluminumalloyisdeformedbyshockwaveswhichareinducedbypulselaserofnanosecondduration. Bendingdeformation,residualstressandsurfacemorphologyarestudiedonlaser-shockedspecimens.Itisfound thatlaserpowerdensityandcoverageratestronglyinfluenceplasticstrainsanditsdistributions,whichdrive specimenstocurve.Thelaser-shockedsurfacesbecomesuniformwithcoveragerateincreasing.Forspecimensof thicknessmorethan 4mm,curvatureradiusareproportionaltospecimenthickness,andthecompressiveresidual stressesonshocksurfacegetsmorerelaxedwitharcheightincreasing. Keywords lasertechnique;lasermaterialprocessing;lasershockforming;bendingdeformation;2024 aluminumalloy OCIScodes 350.3390;350.3850;350.5400;350.7420 1 引 言 利用纳秒脉冲激光诱导产生的等离子体冲击波效应，使受冲击金属材料产生所需外形，即激光冲击成 [1-2] [3-5] [6] 形技术 ，它具有塑形成形和表面强化的双重技术特点 ，在飞机机翼大厚度整体壁板成形 、复杂型面构 [7] 件校形、微电子元器件 成形领域具有广阔的应用