镍-钴合金杆料激光冲击强化的实验和数值模拟

高立; 张永康

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镍-钴合金杆料激光冲击强化的实验和数值模拟

高立 , 张永康

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引用本文:

Citation:

镍-钴合金杆料激光冲击强化的实验和数值模拟

高立¹,
张永康^2, ,

1.
潍坊学院, 机电系, 潍坊, 261061;
2.
江苏大学, 机械工程学院, 镇江, 212013

作者简介: 高立(1964- ),男,博士研究生,现主要从事高能激光无模成形的研究..

通讯作者: 张永康, yongkangzhang@ujs.edu.cn

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(50475127,50275068);国家“八六三”高技术资助项目(2002AA336030)
中图分类号: TG156.99;TN249

Experimental and numerical simulation of laser shock strengthening of Ni-Co alloy pole

GAO Li¹,
ZHANG Yong-kong^2, ,

1.
Department of Mechanical Engineering, Weifang School, Weifang 261061, China;
2.
School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China

Corresponding author: ZHANG Yong-kong, yongkangzhang@ujs.edu.cn

CLC number: TG156.99;TN249

摘要: 为了开发能有效提高火花塞使用寿命的新工艺,借助于激光冲击强化装置,实验研究了对材料为Ni-Co合金的火花塞中心电极表面的激光冲击强化处理;探讨了不同的冲击次数、不同的入射激光能量对冲击强化区残余应力、塑性变形、硬度的影响;并用ABAQUS软件进行了有限元模拟。实验测量与仿真结果均表明,利用激光冲击强化技术,冲击区域材料的位错密度得到了进一步提高;并在强化区表面产生了渴望的残余压应力;火花塞中心电极的表面硬度也得到了显著提高。经过随车使用实验,证明经过激光冲击强化后的火花塞其平均使用寿命比未受强化的火花塞提高了近1倍,表明激光冲击强化技术不失为提高火花塞使用寿命的一种好的工艺方法。
- 激光技术 /
- 弹塑性变形 /
- 有限元法 /
- Ni-Co合金 /
- 数值模拟
Abstract: The influence of laser shock of Ni-Co sample on plasticity deformation,hardness,stress and life is studied experimentally and simulated by ABAQUS.The results indicate that laser shock can make shock area produce residual pressure stress and hardness of shock area be enhanced.By test on an automobile,the average life of the impacted spark plug is testified to be enhanced by almost one times than the crude spark plug.The results prove that the laser impact strengthening technology is a prospective measure for enhancing the lifespan of the spark plug.
- laser technique /
- elastic-plastic deformation /
- finite element method /
- Ni-Co alloy /
- numerical simulation

[1]	VACCARI J A.Laser shocking extends fatigue life[J].American Machinist,1992,41(7):62～64.
[2]	SUN Ch W.Laser radiation effect[M].Beijing:National Defense Industry Press,2002.1(in Chinese).
[3]	FAN Y,WANG Sh B,WU H X et al.Experimental research of laser shock processing on aerial aluminum alloy[J].Laser Technology,2003,27(4):273～275(in Chinese).
[4]	BATES W F Jr.Laser shock processing aluminum alloy[A].Application of Laser in Material Processing[C].Washington D C:American Society for Metals(ASM),1979.254～267.
[5]	ZOU H Ch,DAI Sh J,XU M Y et al.Study on improvement of prope-ritis of aluminum alloy by laser shock processing[J].Laser Technology,1995,19(6):321～325(in Chinese).
[6]	BRAISTED W,BROCKMAN R.Finite element simulation of lasershock peening[J].International Journal of Fatigue,1999,A288(21):719～724.
[7]	FABBRO R,FOURNIER J,FABRE E et al.Experimental study of metal evolutions in metallic alloys induced by laser generated waves[J].SPIE,1986,1668:320～324.

[1]	李家 , 程愿应 , 孙奕 . CO2激光器方型腔模式的有限元法分析初探. 激光技术, 1995, 19(5): 271-273.
[2]	许伯强 , 刘洪凯 , 徐桂东 , 徐晨光 , 李俊敏 . 基于应力-位移混合有限元法的激光超声数值模拟. 激光技术, 2014, 38(2): 230-235. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.018
[3]	栗兴良 , 牛春晖 , 马牧燕 , 吕勇 . 单脉冲激光损伤CCD探测器的有限元仿真. 激光技术, 2016, 40(5): 730-733. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.05.023
[4]	汪建敏 , 周群立 , 姜银方 , 张梦蕾 , 程科升 , 万里 , 赵龑 . 中空激光冲击金属板料变形的数值模拟. 激光技术, 2012, 36(6): 727-730. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.004
[5]	范泛 , 杨克成 , 张波 , 许德胜 . 高斯镜平凸非稳腔本征模场的有限元数值计算. 激光技术, 2007, 31(2): 192-195.
[6]	王琪琪 , 任乃飞 , 任旭东 . GH4037镍基高温合金激光打孔相变过程数值模拟. 激光技术, 2018, 42(6): 764-768. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.007
[7]	花银群 , 蔡峥嵘 , 陈瑞芳 , 姜辉 , 吉光 . TC4钛合金激光搭接冲击强化的实验和数值模拟. 激光技术, 2010, 34(5): 632-635,639. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.015
[8]	沈显峰 , 王洋 , 姚进 , 汪法根 , 杨家林 . 直接金属选区激光烧结热应力场有限元模拟. 激光技术, 2005, 29(4): 343-346.
[9]	陈星 , 葛亚琼 . Zr₆₅Al_7.5Ni₁₀Cu_17.5非晶合金激光熔凝的热效应模拟. 激光技术, 2020, 44(2): 202-205. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.02.011
[10]	胡志 , 王又青 , 刘顺 , 卢丽娟 , 李波 . 脉冲TEA CO2激光器输出模拟. 激光技术, 2015, 39(4): 566-570. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.031
[11]	李小芬 , 左都罗 , 程祖海 . 紫外预电离TEA CO2激光器放电过程的数值模拟. 激光技术, 2004, 28(5): 476-479.
[12]	王广龙 , 周建忠 . 铝合金板激光冲击变形实验及有限元模拟. 激光技术, 2007, 31(5): 555-557.
[13]	刘津升 , 徐振华 , 顾国庆 . 激光阵列用于改善声表面波信噪比的数值研究. 激光技术, 2011, 35(3): 403-406. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.030
[14]	苗心向 , 袁晓东 , 程晓锋 , 贺少勃 , 郑万国 . 表面污染物诱导熔石英损伤的热力学数值模拟. 激光技术, 2011, 35(2): 285-288. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.039
[15]	刘顺洪 , 吉巧杰 , 扬晶 . 钢管激光弯曲成形的数值模拟. 激光技术, 2006, 30(4): 355-359.
[16]	刘子昂 , 石伟 , 汪诚 . 激光冲击强化残余应力的数值模拟研究. 激光技术, 2017, 41(1): 1-5. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.001
[17]	杨洪亮 , 金湘中 , 修腾飞 , 费鑫江 , 叶颖 . 钢/铝异种金属光纤激光焊接数值模拟. 激光技术, 2016, 40(4): 606-609. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.031
[18]	李晓锋 , 周昕 , 卢熙 , 伍波 , 杨泽后 , 陈涌 , 周鼎富 , 侯天晋 . 激光在烟雾中传输特性的数值模拟分析. 激光技术, 2010, 34(3): 381-384. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.027
[19]	冯爱新 , 程昌 , 殷苏民 , 周建忠 , 唐翠屏 . 激光划痕法膜基界面的温度场及应力场分析. 激光技术, 2008, 32(5): 527-530.
[20]	陈根余 , 陈晓锋 , 周聪 , 李时春 , 廖生慧 . 激光深熔焊细长小孔数值模拟与试验研究. 激光技术, 2015, 39(2): 170-175. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.02.005

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镍-钴合金杆料激光冲击强化的实验和数值模拟

高立¹
张永康^2, ,

通讯作者: 张永康, yongkangzhang@ujs.edu.cn

作者简介: 高立(1964- ),男,博士研究生,现主要从事高能激光无模成形的研究.

1. 潍坊学院, 机电系, 潍坊, 261061;
2. 江苏大学, 机械工程学院, 镇江, 212013

收稿日期: 2005-08-15
录用日期: 2006-03-15
网络出版日期: 2006-09-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50475127,50275068);国家“八六三”高技术资助项目(2002AA336030)

关键词:

摘要: 为了开发能有效提高火花塞使用寿命的新工艺,借助于激光冲击强化装置,实验研究了对材料为Ni-Co合金的火花塞中心电极表面的激光冲击强化处理;探讨了不同的冲击次数、不同的入射激光能量对冲击强化区残余应力、塑性变形、硬度的影响;并用ABAQUS软件进行了有限元模拟。实验测量与仿真结果均表明,利用激光冲击强化技术,冲击区域材料的位错密度得到了进一步提高;并在强化区表面产生了渴望的残余压应力;火花塞中心电极的表面硬度也得到了显著提高。经过随车使用实验,证明经过激光冲击强化后的火花塞其平均使用寿命比未受强化的火花塞提高了近1倍,表明激光冲击强化技术不失为提高火花塞使用寿命的一种好的工艺方法。