激光冲击诱导弹簧钢丝残余应力状态分析

利用高功率Nd:YAG激光对不同工艺处理的SWOSC-V弹簧钢丝进行单点冲击处理,用X射线应力分析仪测量弹簧内外侧、侧表面的残余应力并计算出残余主应力,建立了激光冲击SWOSC-V弹簧钢丝表面残余应力的产生模型,并利用该模型分析了弹簧钢丝表面残余应力产生的原因。结果表明:弹簧钢丝在经激光冲击处理的表面强化区产生残余压应力,钢丝退火后直接激光冲击处理与经喷丸强化的钢丝激光冲击处理的表面残余应力变化不同,喷丸强化所引起的材料硬化是激光冲击处理弹簧钢丝残余应力变化不同的原因。

2024铝合金激光多次冲击诱导残余应力状态分布规律

采用高功率激光器多次冲击2024铝合金,用X射线衍射技术分析了冲击区域的残余应力,研究了冲击残余应力状态分布规律,并用其评价激光冲击强化效果。研究表明,随着冲击次数增加,塑变量及塑性应变梯度逐渐减小,测点是双向压应力状态,而4次冲击时,塑性应变梯度增大,光斑中心是单向压应力状态,其他点是双向压应力状态。当激光功率密度为2.8GW/cm2时,3次冲击强化效果最佳,材料是二向压应力状态,残余最大主应力及应力强度的均值最大,方差最小,分布基本均匀,塑性应变梯度较小。

激光冲击波调控弹性元件残余应力状态

利用高功率Nd:YAG激光对不同工艺处理的弹性元件进行单点冲击处理,用X射线应力分析仪测量弹性元件内侧的残余应力并计算出残余主应力及方向角,分析了弹性元件表面残余应力与表面主应力的关系,研究了激光冲击对弹性元件疲劳源的影响。结果表明,弹性元件在经激光冲击处理的表面强化区产生残余压应力,残余主应力与残余应力之间存在定量关系,表面残余最大主应力方向向可控裂纹扩展方向改变,有效控制0°方向的残余应力大小,可以防止裂纹的扩展。