丁　华，张智凯

( 江苏大学　a.光子制造技术中心; b.汽车与交通工程学院，江苏 镇江　212013)



金属材料塑性变形机制

丁华a，张智凯b

( 江苏大学a.光子制造技术中心; b.汽车与交通工程学院，江苏 镇江212013)

摘要：运用ABAQUS建立激光喷丸有限元模型，模拟研究不同材料的板材在激光冲击后折弯角度的变化，并进行相关实验，将仿真结果与实验结果进行对比。结果表明：金属材料HEL跟材料凹凸变形转换范围有关。

关键词：激光喷丸成形；ABAQUS；金属材料HEL

激光喷丸成形技术是在激光冲击强化和机械喷丸的基础上提出来的。与激光冲击强化主要是改善零件疲劳寿命和提高抗腐蚀能力不同，激光喷丸成形采用高功率、超短脉冲的激光束代替有质弹丸冲击材料表面，将诱发的等离子体爆炸产生的冲击波作为材料成形的动力来源，使得金属零件发生塑性变形[1-2]。

2010年，Edwards等发现：在使用纳秒激光进行薄板喷丸成形后，金属薄板发生了弯曲，这种弯曲呈凹变形。江苏大学张永康等[3-5]最先对激光冲击处理工艺进行研究，随后又在激光喷丸弯曲成形机理、激光诱导冲击波压力模型的建立、约束层对成形特性的影响、冲击波压力的测量和模拟、激光喷丸成形的数值仿真等方面进行了一系列的探讨。胡永祥等[6]对激光喷丸弯曲变形机制进行了试验和理论分析，结果表明：在不同的工艺参数和加工条件下，金属薄板不仅能向靠近激光光束的方向，而且能向远离激光光束的方向弯曲。随着金属薄板厚度的增加或者激光强度的降低，弯曲成形能够从凹变形连续、光滑地转变成凸变形。……