發(fā)布時(shí)間：2025-04-15 00:33

　　本論文以航空發(fā)動(dòng)機(jī)TC17鈦合金葉片為研究對(duì)象,利用先進(jìn)的激光沖擊強(qiáng)化進(jìn)行表面改性,通過研究激光參數(shù)對(duì)性能的影響,尋找最優(yōu)工藝參數(shù),形成優(yōu)化的工藝方法,為激光沖擊強(qiáng)化在TC17鈦合金葉片應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本論文首先借助ABAQUS有限元仿真技術(shù),研究相同工藝參數(shù)下,不同脈寬和不同材料厚度對(duì)激光沖擊波傳播速度、殘余應(yīng)力分布的影響。并與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證,完成對(duì)工藝參數(shù)的選取和預(yù)測(cè)。本論文對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片材料TC17鈦合金進(jìn)行系統(tǒng)的激光沖擊強(qiáng)化參數(shù)研究,研究了不同激光參數(shù)對(duì)其顯微硬度、表面與深度方向殘余應(yīng)力、疲勞壽命、表面粗糙度以及變形量等性能指標(biāo)的影響,探索最佳工藝參數(shù),優(yōu)化工藝窗口,獲得多元參數(shù)下的葉片激光沖擊強(qiáng)化延壽方法。使用優(yōu)選參數(shù)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)力測(cè)試和性能實(shí)驗(yàn),研究結(jié)果表明:在應(yīng)力水平為480MPa、循環(huán)次數(shù)為2?10～7的條件下,激光沖擊強(qiáng)化后的模擬件全部通過測(cè)試,循環(huán)次數(shù)比未強(qiáng)化模擬件提高了一個(gè)數(shù)量級(jí);強(qiáng)化后的表面粗糙度與基體相當(dāng);變形量滿足設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求;為激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)在TC17鈦合金整體葉盤構(gòu)件上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。由于激光沖擊強(qiáng)化效果影響因素的復(fù)雜性,本論文系統(tǒng)分析了工藝...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)研究發(fā)展歷程
        1.2.2 激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.3 國(guó)內(nèi)激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)存在的主要差距
    1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料及試樣制備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)方案
    2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及技術(shù)參數(shù)
    2.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)備
        2.4.1 高精度粗糙度測(cè)量?jī)x
        2.4.2 三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備
        2.4.3 殘余應(yīng)力測(cè)量設(shè)備
        2.4.4 應(yīng)力剝層實(shí)驗(yàn)機(jī)
        2.4.5 掃描電鏡
        2.4.6 振動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)臺(tái)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 激光沖擊強(qiáng)化葉片數(shù)值模擬研究
    3.1 引言
    3.2 有限元仿真方法
        3.2.1 仿真過程
        3.2.2 TC17 鈦合金的本構(gòu)模型
        3.2.3 沖擊波壓力模型和有限元模型的建立
        3.2.4 激光沖擊波的時(shí)空分布
        3.2.5 殘余應(yīng)力的表征
    3.3 沖擊波在材料中衰減規(guī)律
        3.3.1 不同脈寬沖擊波在鈦合金中傳播速度分析
        3.3.2 沖擊波在不同厚度鈦合金中傳播速度分析
    3.4 殘余應(yīng)力場(chǎng)分析
        3.4.1 脈寬與殘余應(yīng)力之間關(guān)系的測(cè)試
        3.4.2 有限元仿真不同脈寬殘余應(yīng)力分析及驗(yàn)證
        3.4.3 有限元仿真不同厚度試樣殘余應(yīng)力分析
        3.4.4 厚度在1-2mm之間的薄板殘余應(yīng)力分析
    3.5 沖擊路徑對(duì)強(qiáng)化效果的影響
        3.5.1 對(duì)實(shí)際葉片的數(shù)值模擬
        3.5.2 沖擊路徑對(duì)變形量的影響
        3.5.3 沖擊路徑對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 TC17 鈦合金葉片激光沖擊強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 影響殘余應(yīng)力與性能的工藝參數(shù)分析
        4.2.1 激光能量密度
        4.2.2 吸收層
        4.2.3 約束層
        4.2.4 光斑形狀
        4.2.5 光斑搭接率
    4.3 工藝參數(shù)的確定
        4.3.1激光能量與搭接率正交實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 應(yīng)力剝層實(shí)驗(yàn)測(cè)試殘余壓應(yīng)力深度
        4.3.3 表面粗糙度對(duì)比測(cè)試
        4.3.4 變形分析與控制
        4.3.5高周疲勞壽命對(duì)比實(shí)驗(yàn)
        4.3.6斷口分析實(shí)驗(yàn)
        4.3.7 激光沖擊強(qiáng)化后組織分析
    4.4 風(fēng)扇整體葉盤葉身加工實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 路徑規(guī)劃
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 激光沖擊強(qiáng)化穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法
    5.1 引言
    5.2 穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法
        5.2.1 測(cè)量激光能量
        5.2.2 表面殘余壓應(yīng)力檢測(cè)法
        5.2.3 振動(dòng)疲勞壽命
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：4039792