AZ31B镁合金激光喷丸强化后疲劳裂纹扩展的数值模拟研究

激光喷丸(LSP)是一种先进的材料表面强化工艺,能有效提高零件的机械性能及其使角寿命.建立了以有限元软件ABAQUS和MSC.Fatigue为平台,面向抗疲劳制造的激光喷丸工艺有限元分析模型.结果表日月激光喷丸可以有效抑制疲劳裂纹扩展,延长疲劳寿命,喷丸次数的增加在一定程度上增大残余应力及疲劳寿命.残余应力抑制疲劳裂纹扩展的原因归结为最终断裂尺寸的增大以及裂纹扩展速度的减小.研究结果为LSP抗疲劳效果的预测提供了有效的方法,对于优化工艺参数,减少试验次数,降低成本具有指导意义.     

铜合金薄板的脉冲激光弯曲成形数值分析与实验

借助有限元方法研究C194铜合金薄板的脉冲激光弯曲成形。建立脉冲激光弯曲成形的热力耦合分析模型,解决了激光热源加载、求解稳定性和精度控制等关键技术;对多点脉冲激光弯曲成形进行有限元模拟,通过对模型的温度场、应力/应变场和位移场的动态变化和稳态分布的分析,揭示了其成形机理和规律,薄板的整体弯曲成形是所有脉冲变形效应的叠加结果,且变形量与脉冲次数有着明显的线性关系。实验结果表明,数值分析结果与实验结果有较好的一致性。     

激光喷丸强化变形镁合金的疲劳寿命数值分析

以ABAQUS和MSC.fatigue软件为平台, 建立了激光喷丸强化前后试样疲劳寿命及薄弱位置预测的有限元分析模型。为研究材料强度对激光喷丸强化效果的影响, 以AZ31B和ZK60两种不同强度变形镁合金为对象, 对激光喷丸强化后的残余应力和塑性变形进行了分析, 并预测了喷丸前后的疲劳寿命, 两种材料的疲劳寿命增益分别为112.04%和181.2%。结果表明, 高强度材料激光喷丸强化效果优于低强度材料。     

激光喷丸强化ZK60变形镁合金的疲劳性能研究

为研究激光喷丸对高强度变形镁合金ZK60疲劳性能的影响机理,使之适应交变应力结构件的工作需要,进行了激光喷丸强化表面改性和拉伸疲劳性能实验。实验结果表明,在激光喷丸强化区域获得有益的残余压应力,产生硬化效应,表面塑性变形的微小区域,变形轮廓曲线波动范围较基体小,增加喷丸次数可增强激光喷丸的强化效应。经3次激光喷丸后,中心孔疲劳试样的平均疲劳寿命由未喷丸试样的78023次提高到125641次,寿命增益达61%。从断口来看,激光喷丸强化主要是改变了裂纹源萌生位置,延缓了裂纹扩展速率,对瞬断区无明显影响。激光喷丸强化为镁合金的抗疲劳制造提供了新的途径。     

三维形貌测量及功能评定技术研究现状

根据检测技术原理的不同,对三维形貌测量技术进行归类、分析和比较,列举各技术的应用情况。此外,分别从基准面的表征、图像表征、参数表征等几个方面,对目前三维形貌的表征方法进行综述,并分析和比较各种方法的特点及国内外相关研究。最后,提出三维形貌测量和表征的一些不足。     

激光三维铣削在陶瓷成形加工中的应用研究

陶瓷材料因其优异的物理和力学性能而广泛应用于电子和机械工业。但因其脆性而使成形加工一直是个技术难题,存在成形效率低、加工表面质量差等缺点。介绍了陶瓷材料的激光铣削成形技术,分析了其工艺原理、技术特点及影响因素,指出了应用研究还需解决的一些关键问题,探讨了提高陶瓷加工质量的措施。最后展望了陶瓷材料激光铣削三维成形技术的应用前景。     

基于ABAQUS的激光板料成形的数值模拟研究

激光板料成形技术是一种柔性无模的金属板料成形新工艺。本文通过对ABAQUS有限元软件和激光热应力成形及激光喷丸成形这两种激光板料成形方式的简要介绍,着重分析了ABAQUS有限元软件在激光热应力成形和激光喷丸成形数值模拟方面的应用,并对数值模拟中关于载荷定义、本构关系、网格划分、边界条件等关键问题的处理进行了分析,且给出了具体的解决方案。最后以具体的模拟实例指出,ABAQUS软件为激光板料成形的数值模拟提供了强大的分析平台,模拟结果与实验具有较好的一致性,对有效地进行实验具有重要的指导意义。     

基于生死单元的激光铣削温度场数值模拟与验证

利用ANSYS 有限元模拟软件建立了激光铣削过程的三维瞬态有限元模型,并以Al2O3 陶瓷材料的激光铣削加工为例,利用ANSYS 中的单元生死技术对激光铣削过程中温度场的动态分布进行了模拟。选取其中的一组参数,详细分析了铣削件表面某一点温度场的变化规律,确定了沿样件不同的扫描路线上铣削层的宽度和深度,并提出了温度场模拟结果的间接验证方法,即将温度场模拟获得的铣削层宽度和深度与实验测得的数据进行对比,对比结果较吻合,说明建立的有限元模型能够进行激光铣削效果的预测。     

激光加热退火处理对NiMn基磁性薄膜交换偏置场的影响

通过激光加热对Ni81Fe19(15 nm)/Ni45Mn55(x nm)磁性双层膜进行快速退火处理,系统研究了激光辐照参数对交换偏置场(Hex)大小的影响。结果表明,激光的能量密度强烈影响双层膜交换偏置效应,并存在一个能量密度的阈值(约为150mJ/cm2),此时磁性双层膜能够产生较明显的交换偏置现象。磁性双层膜的Hex随着能量密度的进一步增加逐渐变大,但随后减小直至完全消失。当NiMn层厚度为25nm时,经激光加热退火处理后双层膜的Hex最大值约为26.2kA/m,略大于常规退火后的Hex值(22.3kA/m)。     

基于投票决策的实时遮挡处理技术

针对当前基于深度信息的虚实遮挡处理技术面临的实时性差和精度低的问题,提出一种基于局 部区域深度估计和基于 patch 相似性噪声点投票融合的实时虚实遮挡处理算法。该算法将真实场景视频序列作 为输入,首先利用局部区域深度估计算法通过稀疏重建估算出稀疏关键点的深度信息,对稀疏深度施加目标区 域的约束限制深度向周围像素的传播,从而快速恢复出目标区域的相对深度图;然后,噪声点投票融合算法利 用深度比较确定虚实物体的前后位置关系,基于 patch 相似性和投票决策的方法对区域内的像素进行投票和融 合绘制;最后输出具有真实遮挡关系的融合效果。实验结果表明,该算法不仅可以提高虚实遮挡的实时性,还 能够获得真实和虚拟场景不同空间关系下的良好融合效果。