鎂合金飛秒激光沖擊的數(shù)值仿真及應(yīng)用.pdf

1、獨創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內(nèi)容以外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果，也不包含為獲得江蘇大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。學位論文作者簽名：尋曼龍砂污年6月／D日江蘇大學碩士學位論文摘要飛秒激光具有超短的脈沖寬度

2、和極高的脈沖峰值功率，可以利用其對金屬材料進行有選擇性的微結(jié)構(gòu)改性，能夠?qū)⒓す饽芰烤_地照射到需要加工的區(qū)域，達到對材料精細加工的目的。由于飛秒激光與材料作用時間很短，在加工過程中產(chǎn)生的熱量很少，減少了熱損傷帶來的影響，從而提高了材料的加工質(zhì)量。與傳統(tǒng)加工方式相比，飛秒激光的加工特性更好，因此在微加工領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。論文主要分為以下幾個部分1闡述了飛秒激光加工的研究進展及飛秒激光加工的一般理論。激光誘導等離子沖擊波原理、特性及在

3、介質(zhì)中傳播的基本規(guī)律。2采用有限元分析法對飛秒激光沖擊AZ31B鎂合金進行數(shù)值模擬，研究了激光沖擊處理對鎂合金變形過程的影響，分析了單脈沖激光沖擊下材料內(nèi)部的位移、動能、應(yīng)力和應(yīng)變的分布情況，得到了材料的瞬態(tài)速度和應(yīng)變率變化過程。仿真結(jié)果表明，單脈沖飛秒激光沖擊鎂合金產(chǎn)生的塑性變形，可在材料表面形成微米級凹坑，中心點處最大位移為34_un，最大變形速度390m／s；在沖擊初期，材料表面的應(yīng)力和應(yīng)變主要分布在沖擊區(qū)域中心節(jié)點和邊緣附近，并

4、且可以得到鎂合金的最大應(yīng)力和最大應(yīng)變率分別為955MPa和18x106S～。研究結(jié)果能夠為深入分析飛秒激光與鎂合金作用時材料變形參量的變化規(guī)律提供數(shù)值理論依據(jù)。3分析了飛秒激光的脈沖能量，光斑半徑對材料去除的影響。研究了不同工藝參數(shù)和材料應(yīng)力、應(yīng)變的對應(yīng)關(guān)系。結(jié)合激光沖擊成形理論，總結(jié)了激光脈沖能量和激光光斑半徑主要參數(shù)對應(yīng)力、應(yīng)變值的影響規(guī)律。分析結(jié)果表明，隨著激光能量和光斑半徑的增大，材料的最大應(yīng)變力增大，最大應(yīng)變提高。關(guān)鍵詞：激光