汽缸套法蘭耳的蓋板式鉆床夾具設(shè)計(jì)3張CAD圖,汽缸,法蘭,板式,鉆床,夾具,設(shè)計(jì),CAD 附錄一： 激 光 沖 擊 處 理 有 兩 個(gè) 不 同 的 激 光 源2050 -t8 鋁合金 一，摘要 目的 - 本文的目的是進(jìn)行表面修飾的比較研究在 2050-T8 鋁合金誘導(dǎo)兩種不同的激光器，具有特定的考慮殘留應(yīng)力和加工硬化的水平。 具有設(shè)計(jì)/方法/辦法 - 兩個(gè)激光器已經(jīng)用于激光震動(dòng)噴丸 （LSP），處理水密閉體系：一個(gè)連續(xù)的 Power Lite 加激光，在 0.532毫米 9 n s 工作激光脈沖，和鄰近 1.5 毫米光斑直徑;新一代蓋亞-R 泰雷茲激光交付 10 J-10ns 的影響，有 4-6mm 的均勻激光光斑 1.06 毫米。表面變形，加工硬化水平和殘余應(yīng)力為 LSP 的情況進(jìn)行了分析。殘余應(yīng)力進(jìn)行了比較使用三維有限元（FE）模型，數(shù)值模擬，開始的驗(yàn)證誘導(dǎo)由單個(gè)激光沖擊表面變形。特定的考慮殘留應(yīng)力和加工硬化的水平。 調(diào)查結(jié)果 - 類似的表面變形和加工硬化的水平，但相對(duì)較低的殘余應(yīng)力分別與新大影響 4-6mm 的配置中獲取。這是由于一當(dāng)?shù)匮h(huán)荷載減少數(shù)目（2）與小的沖擊結(jié)構(gòu)（4）相比較。此外，越來(lái)越多的各向異性應(yīng)力均小的影響獲得。采用有限元模擬約翰遜 - 庫(kù)克材料的行為被證明準(zhǔn)確地模擬表面變形，但高估最大應(yīng)力水平。 研究的局限性/影響 - 這項(xiàng)工作應(yīng)該提供LSP 工人更好認(rèn)識(shí)來(lái)自不同LSP 配置當(dāng)前共同存在可能帶來(lái)的好處：使用?。? MM）的影響， 在高 cadency 率或路數(shù)（4-5 毫米）。而且，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬數(shù)據(jù)從未提交了關(guān)于 2050-T8 鋁合金。 獨(dú)創(chuàng)性/價(jià)值 - 使用兩個(gè)不同的激光源的實(shí)驗(yàn)（和數(shù)值）對(duì)比對(duì)于LSP，以前從來(lái)沒有提出。這一初步工作應(yīng)該有助于LSP 工人選擇來(lái)源充足。 關(guān)鍵詞應(yīng)力(材料)、合金、模擬1.簡(jiǎn)介 由于激光沖擊強(qiáng)化，在 20 世紀(jì) 70 年代末的初期（LSP），許多激光發(fā)展已改善的LSP 的可行性和成本效益處理。我們可以先提一下老一代的釹玻璃激光器，它可以提供高達(dá) 100 的 J30-50 納秒，而是由玻璃的熱導(dǎo)率約為局限于一桿，每 5 分鐘，小 Nd：YAG 激光器，或者在 1.06 或 0.53 毫米操作，并提供一個(gè)大范圍的脈沖持續(xù)時(shí)間和輸出能量（0.1 J-3 焦耳/脈沖），并反過(guò)來(lái)大范圍影響的直徑（在 0.1 和 2mmspot 大?。?。近日，激光的發(fā)展進(jìn)行了在 Lawrence Live 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，以及通過(guò) MIC 支持下，已經(jīng)開始了新一代激光與設(shè)計(jì)獨(dú)特的功能，如空間光束平滑和方形的形狀影響近 5mm 的尺寸。 另外，波長(zhǎng)的變化是已知的修改的過(guò)程的效率和影響介電擊穿閾值 I 的。例如，相對(duì)較高的壓力可以用 0.53 mm 比用 1.06 mm 低，但壓力的飽和而獲得發(fā)生早期降低Ith 的值（馥等人，1997）。在這兩種情況下，最大有效壓力被證明是在5-6 京帕范圍為10-30 納秒的影響。在恒定的激光功率密度，沖擊直徑的變形已經(jīng)已知具有對(duì)工藝可行性若干效果和所得到的表面修改： 保護(hù)性涂層通常大的影響更耐比很小的人，由于較低的局部剪應(yīng)力振幅;和 使用小的影響（，2 毫米）傾向于降低塑性影響深處，受沖擊波的傳播過(guò)程中的 2D 效果的組合。 因此，即使在相似的照射條件，是那種激光器 LSP 的所需和沖擊直徑所得到的組合的影響，空間的壓力分布 P = F（X，Y，t）和重疊預(yù)計(jì)將有在表面上不可忽視的影響修改。 在這項(xiàng)工作中，表面修飾的比較研究誘導(dǎo) 2 不同激光器進(jìn)行的，與特定的考慮殘余應(yīng)力和 加工硬化的水平。 2050-T8 被選定為用于此目的的參考材料，因?yàn)樗哂幸驯粡V泛地研究了機(jī)械 - 電化學(xué)方面（Peyre 等，2010）。 2.實(shí)驗(yàn)條件 兩個(gè)激光器已經(jīng)用于LSP 的處理在水密閉制度： （1）A Continuum POWERLITE 加激光，操作任一 1.06 毫米（3 焦耳能量輸出）或在 0.532 毫米用倍頻晶體（為 1.5J 輸出能量）配 9-10 納秒的激光脈沖以 10Hz 最大頻率。用這些條件，1.3-1.8mmd0 直徑已經(jīng)使用（圖 1（a）和圖 2（a）。不同的重疊（DD / D0 百英鎊） 也使用（33，50 和 66％），調(diào)查面應(yīng)力分布。對(duì)于 50％的重疊LSP，該材料是在本地 提交 2-4 沖擊負(fù)荷。使用經(jīng)典的 LSP 的配置中，目標(biāo)完全浸沒在水 （5-10 厘米厚），和高壓水噴嘴被用來(lái)去除消融粉劑。 （b） 注:(一)一系列的 1.5 毫米的影響;(b)5 毫米激光器的影響 （1） 游記代蓋亞-R 的激光由泰利斯公司Optronique 設(shè)計(jì)，具有高能量和較高的平均激光功率專門用于激光沖擊。它提供了多達(dá) 24 個(gè)的J 點(diǎn) 1.064 毫米和 14?在 0.532 毫米高達(dá) 5 Hz 的重復(fù)率。光束輪廓是平坦的頂與無(wú)調(diào)制的，可以是圓形或方形一經(jīng)請(qǐng)求。脈沖持續(xù)時(shí)間是內(nèi) 8-12 毫微秒。用這些條件，4-6mm 的影響已被用于材料加工 （圖 1（b）和圖 2（b）。對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)簡(jiǎn)單的約束帶 2-5MM 水膜被使用。 對(duì)于這兩種情況，80 毫米厚的鋁的粘合劑被用作保護(hù)覆蓋，以避免燒蝕的沖擊面的或加熱。 3。2050 - t8 鋁合金 2050（艾爾 - 3.53，銅 - 0.9，李 - 0.3，鎂 - 0.05，鐵 - 錳 0.37 - 0.37）是新開發(fā) 航空AlCuLi 鋁合金與眾多的應(yīng)用，如加強(qiáng)筋民用飛機(jī)，其表現(xiàn)出良好的機(jī)械性能和耐應(yīng)力腐蝕裂紋性 圖 1。單一的激光分析影響 （一）2 毫米 2 毫米 （二）注：（a）A 系列 1.5mm 的影響; （二）采用 5mm 激光沖擊 2050-T8 鋁合金 89 相比其他aluminum alloys（近 510MPa 屈服強(qiáng)度）。然而，這種材料 是容易剝落腐蝕與抗點(diǎn)蝕的氯化物環(huán)境劉等人，2008 年），有可能延長(zhǎng)到疲勞裂紋的萌生。氣瓶直徑 14mm - 8mm 厚，或 3030 英鎊 10 英鎊方形樣品提取從15mm 厚板材 2050-T8 商用鋁合金由EADS 提供的 - 創(chuàng)新作品Cie 的。由一個(gè)均質(zhì)化處理得到的 T8 處理 5308C - 1 小時(shí)， 隨后進(jìn)行水淬火，回火處理的 4 小時(shí) - 1508C。該收到的材料表明， 具有 30500 毫米尺寸之間拉長(zhǎng)晶粒。此前LSP 治療，表面是用碳化硅紙（500，1000，2400 第一個(gè)理由，4000 牌號(hào)），然后是 3 和 1mmdiamond 懸掛完成。因此，如拋光表面展出了 240-20 兆帕各向同性的殘余應(yīng)力場(chǎng) 4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 4.1 粗糙度，硬度測(cè)定 表面光潔度首先考察，使用 2D 輪廓，并采用 5mm 掃描距離。近類似的功率密度（5GW/平方厘米），結(jié)果表明較低的粗糙度 Ra 和Rt with 較大沖擊結(jié)構(gòu)（表I）。這是由于較高的 較小的影響，使用比例的重疊，促進(jìn)了較大的表面變形。維氏硬度試驗(yàn)，進(jìn)行了在表面的影響材料導(dǎo)致將近 30 毫米寬度凹槽 25 克負(fù)荷。在類似的權(quán)力密度（圖 3），結(jié)果表明相似硬度變化（百分之 TH15）與 1.5 或 5 毫米影響：選自 H?1.3-1.5GPa 開始對(duì)作為拋光條件下，和 高達(dá)LSP 處理后 1.7 京帕。這樣 limited work 硬化水平與最一致對(duì)LSP 處理后的鋁合金以前的作品（O can~a 等，2008）。 4.2 殘余應(yīng)力 X 射線測(cè)定，使用公知的sin2Cmethod，連同鉻陽(yáng)極和{3 1 1}衍射平面（2Q?1398），進(jìn)行了以測(cè)量殘留的這兩個(gè) 1.5 后受力面場(chǎng)和 5mm LSP 的影響。不同的X 射線準(zhǔn)直儀（0.5，1，2mm）的被用于分析應(yīng)力分布?？紤]XX 作為主LSP 的方向，具有較小的影響，處理的表面經(jīng)歷了更多的各向異性，更均勻的應(yīng)力場(chǎng)（jsyyj。jsxxj）高于表面處理大的影響。這種各向異性解析研究（Hirano 等人，2006），并且歸因于在單個(gè)激光沖擊SR 和SQ 之間的差異。相對(duì)更高的應(yīng)力也小的影響（2300 兆帕），比與較大的獲得影響（2210 兆帕）。這主要是由于一些周期性沖擊更高載荷：對(duì)于 50％的重疊LSP1-2 的影響大 5 毫米 4 當(dāng)?shù)氐挠绊慥S（圖 4（b）) 應(yīng)該提到的是，最大應(yīng)力水平的LSP 得到的與先前關(guān)于其它獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（260％SY）是相當(dāng)?shù)偷木哂袖X的Al-Cu 系合金中幾乎相似的機(jī)械性能（Ocan~a 等人，2008 年）。彌散強(qiáng)化的 Al-Cu 系-Li 合金的具體材料的行為在LSP 加載，和他們的動(dòng)態(tài)行為仍然是可疑的理解這一結(jié)果。 注意:之間的誤差線由±20±50 M Pa 5. 數(shù)值模擬 5.1 總體趨勢(shì) 有限元模擬進(jìn)行了計(jì)算誘發(fā)的殘余應(yīng)力場(chǎng)這兩個(gè)LSP 配置。繼先前的有限元（FE）由丁和程序燁（2003 年），三維模型，專門就 AbaqusTM 6.7 明確實(shí)施該目的。LSP 的 3D 建模進(jìn)行了不同的步驟： （1）模擬的單一激光沖擊和比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)在下一步驟中使用驗(yàn)證壓力加載P = F（T，X，Y）。最佳時(shí)間增量 DT 為顯式模擬（2）定 義：在顯式算法是有條件的穩(wěn)定期間的顯式計(jì)算條件是DT，（DL / C0）其中D1?元件厚度（m）和C 0?聲音速度（米/秒）。融合試驗(yàn)進(jìn)行檢查模擬值做不使用較短的增量會(huì)有所不同。n 個(gè)LSP 的影響（3） 的計(jì)算重疊使用優(yōu)化的壓力載荷部 1 計(jì)算然后可以與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較（表面輪廓和X 射線衍射（XRD）測(cè)定）。2759918 連續(xù)堅(jiān)實(shí)的六面體線性元素被用于一個(gè)網(wǎng)格 2424 英鎊英鎊 5 毫米有限的身體，有嚴(yán)重的網(wǎng)格細(xì)化的沖擊表面附近（ABAQUS 的BIAS 功能）造成 100 100￡￡5 毫米元素尺寸（圖 5（a） 的表面附近。更精確地說(shuō)，使用 5mm 厚的表面元件的允許正確地分析一個(gè) 20 ns 的半寬半高P = F（t）的壓力脈沖與沖擊波傳播大約在 6 毫米/納秒。最后，使用 0.5 毫米 - 各地的三維有限身體厚厚的無(wú)限元非反射邊界條件上的二維模型前 所示（Peyre 等人，2007 年）是為達(dá)成穩(wěn)定的應(yīng)力和變形值的準(zhǔn)確的方法。 5.2 材料特性 約翰遜 - 庫(kù)克狀物質(zhì)被用來(lái)代表之間的應(yīng)變速率敏感性 5022 S21 和S21 106（激光沖擊負(fù)荷條件）。通常的溫度約翰遜 - 庫(kù)克方程的依賴性被忽視，考慮到熱效果不是沖擊波傳播期間被考慮（強(qiáng)耦合模擬使用DC3D8T 元素顯示在一個(gè)非常小的溫度上升一個(gè)在5Gpa 傳播 - 20 ns 的壓力加載（宋，2010）。對(duì)于這樣的壓力有限值，使用狀態(tài)（EOS） aGru¨neisen 方程為應(yīng)力的靜水部傳感器被示出為具有對(duì)沖擊波的傳播或?qū)?yīng)力的影響很小，并應(yīng)變值，如從前面的分析工作的預(yù)測(cè)（巴拉德，1991）。比較約翰遜 - 庫(kù)克的方程和彈性，粘塑性行為（與表 格數(shù)據(jù)之間對(duì)于s，1 和D1 / DT）也考慮過(guò)，但沒有透露的鮮明修改殘余應(yīng)力和變形。因此，所有的模擬進(jìn)行了與顯式算法使用Gru¨ neisenEOS（等式 1）和一個(gè)簡(jiǎn)化JC 5.3 優(yōu)化的壓力負(fù)荷：模擬一個(gè)激光沖擊的血漿誘導(dǎo)的壓力負(fù)荷 P = F （X，Y，t）的驗(yàn)證被制成，通過(guò)比較誘發(fā)單一的激光沖擊表面變形。的Fortran 子程序使用(上AbaqusTM * VDLOAD 型），以產(chǎn)生非均勻的空間和時(shí)間載荷。通過(guò)使用由連續(xù)激光，用最好的協(xié)議所產(chǎn)生的影響很小試驗(yàn)表面變形（見圖 6）被發(fā)現(xiàn)為近球狀的空間分布的壓力 P = F （X，Y）（等式 3）。 用于從泰利斯激光器大的影響，模擬進(jìn)行了具有恒定的 P（X，Y）? P0 空間分布，揭示激光能量更好的空間分布：模擬進(jìn)行了 P = 3.5-4.5 京帕最大壓力（4-7 GW /平方厘米）， 重現(xiàn)表面變形井（圖 6），利用任一球形或均勻的空間分布。這使我們能夠保持足夠的P = F（X，Y，T）數(shù)據(jù)的模擬大量的沖擊重疊。 5.4 模擬LSP 的處理的擴(kuò)展區(qū)域的使用相同的Fortran 程序與單個(gè)影響來(lái)模擬了大量的激光沖擊載荷，具有影響，模擬之間的專用重疊44 英鎊?16 或￡5 51/4 25 的影響進(jìn)行了，使用 1.5 或 5 毫米直徑。得到的殘余應(yīng)力場(chǎng)顯然異構(gòu)所示，圖 7（a）和圖 8（a）中，由于對(duì) 單個(gè)影響中央奇點(diǎn)的重復(fù)并周期乘法重疊。另外，沖擊重疊的模擬不與實(shí)驗(yàn)合身 X 射線衍射測(cè)定，對(duì)兩者的影響的條件（圖 7 和 8）。模擬 2 差的 5 毫米系統(tǒng)性高估的殘余應(yīng)力場(chǎng)（因素影響;圖 8 的（b）。應(yīng)力各向異性是由有限元模擬證實(shí)，具有更明顯傾向?yàn)?LSP 治具有小的影響（1.6 毫米;圖 7（b），確認(rèn)以前的分析結(jié)果（Hirano 等人， 2006 年）。它也證實(shí)，增加重疊率（從 33 至 66％的重疊）趨于降低表面應(yīng)力梯度（圖 7（b），并主表面應(yīng)同質(zhì)化。將來(lái)的測(cè)試應(yīng)該怎樣做才能證實(shí)這些結(jié)果，并驗(yàn)證了 3D 模型，也許在另一 AlCuLi 鋁合金，具有更小的晶粒尺寸和織構(gòu)少，方便XRD 分析。 5.5 討論 三維數(shù)值模擬已經(jīng)進(jìn)行了與比較實(shí)驗(yàn)XRD 壓力測(cè)定。隨著材料本構(gòu)關(guān)系相似那些成功地用于對(duì)鋼（Peyre 等人，2007）或鈦合金（Peyre 等人，2004 年），有限元模擬結(jié)果表明高估殘余應(yīng)力 2050 鋁合金，特別是對(duì)于大的影響的配置。很多原因可以解釋：。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：在大影響的情況下，減少對(duì)環(huán)境影響的壓力，也許由于水的不良限制效應(yīng) （水層太薄或污染消融粉劑）是可能的。 實(shí)驗(yàn)VS 仿真是難以進(jìn)行， 由于平均化效果的X 射線衍射（應(yīng)力一直徑 1.5mm 光斑內(nèi)測(cè)定）。為模擬考慮（在同一區(qū)域）平均值，或微衍射數(shù)據(jù)（例如具有 50mm 的X 射線衍射斑點(diǎn)）。 即使使用強(qiáng)熱 - 機(jī)械耦合沒有證據(jù)的計(jì)算高應(yīng)變率塑性變形的局部溫度顯著影響，殘余應(yīng)力，局部退火效應(yīng)仍然是可能的，由于粘合劑涂敷問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，涂金屬界面剝離可以偏向于表面加熱 和退火... 6。結(jié)論 兩個(gè)不同的脈沖激光源，以產(chǎn)生高幅度的壓縮能力應(yīng)力和加工硬 化在一個(gè)高電阻的鋁合金被證明，有經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，并模擬方法。使用三維模型模擬和真實(shí)數(shù)據(jù)的沖擊負(fù)荷P = F（t）和材料的性質(zhì)提供為L(zhǎng)SP 治療具有小影響的滿意的數(shù)據(jù)，而不是為 large impact 配置。另外調(diào)查應(yīng)進(jìn)行，例如，深入的修改，并模擬周圍的金屬殘余應(yīng)力奇異或非金屬夾雜物，其中腐蝕坑通常發(fā)起 參考 巴拉德，P.（1991），“演算德contraintes re'siduelles induites票面未影響RAPIDE”，博士學(xué)位論文，巴黎綜合理工學(xué)院，巴黎。 伯特，L.，法布羅，R.，Peyre，P.，Tollier，L.和 Bartnicki， E.（1997）“，從沖擊波水密閉激光產(chǎn)生等離子體“，應(yīng)用物理學(xué)雜志，卷。第 82 號(hào) 6。 丁，K.，葉，L.（2003），“多重激光三維動(dòng)態(tài)有限元分析沖擊強(qiáng)化的過(guò)程“，表面工程，卷。 19 第 5 號(hào)，第 351-8。 平野，K.，Sugihashi，A.，今井，H.和濱田，N.（2006 年）， Icaleo'2006 會(huì)議論文集， 邁阿密，佛羅里達(dá)州，美國(guó)。 劉，Z.，Viejo 的，F(xiàn).，Aburas，Z.，元，Y.和 Gupta，A.（2008）， “準(zhǔn)分子激光治療 鋁合金及其潛在應(yīng)用“，Icaleo”國(guó)際訴訟會(huì)議，蒂梅丘拉，CA， 美國(guó)，第 447。 Ocan~a，JL，莫拉萊斯，M.，保羅，JA，Molpeceres，C.，布拉斯科，M.，Guarneros，澳，伊，L.，Go'mez - 羅薩斯，G.和盧比奧， Gonza'lez，C.（2008 年），“殘余應(yīng)力場(chǎng)和相關(guān)誘導(dǎo) Al 和Ti 合金的表面特性的改性Q 開關(guān)，納秒脈沖，激光沖擊處理“，在對(duì)激光噴丸第一屆國(guó)際會(huì)議上提出，休斯頓，德克薩斯州。 Peyre，P。，Chaieb，I。，布拉漢姆，C。和馥，L。（2007），“有限元計(jì)算的殘余應(yīng)力的 致于不銹鋼激光沖擊處理“，雜志模型的材料科學(xué)與工程，卷。15 第 3 號(hào)，第 117-51。 Peyre，P.，佩蒂特，MA，BOLIS，C.，Bartnicki，E 和法布羅， R.（2004），“有限元建模 激光噴丸和激光噴丸材料成型“的ICALEO”2004 年論文集國(guó)際會(huì)議，舊金山，CA，USA。 Peyre，P.，魯洛，B.，宋，H.，維尼亞爾，V.，阿馬爾，H.， 佩爾蒂埃，H.，Breuils，J.，吉，五和博丹，T.（2010 年），“一個(gè)機(jī)械性的電化學(xué)行為表征激光沖擊硬化 2050-T8 鋁合金在全球和當(dāng)?shù)氐某叨取?，文件中提出在第二屆?huì)議LSP，舊金山，CA，四月。 宋，H.（2010），“分析 expe'rimentale 等nume'rique 德拉分布德contraintesre'siduelles induites 桿喬科激光丹斯德alliages 德鋁“，博士論文，藝術(shù)等Me'tiers 巴黎高科，巴黎。