Nghiên cứu về tác động của các tham số thời gian trong công nghệ tạo hình sốc laser lên ứng suất dư thông qua mô phỏng phần tử hữu hạn

Ju Hee Kim1, Yun Jae Kim2, Jong Woo Lee1, Sam Hyeon Yoo1
1Department of Mechanical Engineering Korea Military Academy Seoul, Korea
2Department of Mechanical Engineering, Korea University, Seoul, Korea

Tóm tắt

Kỹ thuật tạo hình sốc laser (Laser shock peening - LSP) là công nghệ xử lý bề mặt mới nhất và sáng tạo nhất hiện nay. Phân bố ứng suất dư trong LSP chịu ảnh hưởng bởi nhiều tham số. Trong số đó, các tham số chính là yếu tố quyết định đến sự hội tụ của phân tích phần tử hữu hạn (FEA) và đặc trưng của xung áp lực của hệ thống laser. Các tham số liên quan đến sự hội tụ của mô phỏng FE bao gồm thời gian giới hạn ổn định cho sự hội tụ ổn định của kết quả, và thời gian giải cho phân tích động. Các tham số khác, liên quan đến các đặc trưng của xung áp lực của hệ thống laser, bao gồm thời gian kéo dài xung áp lực và thời gian giữa các xung laser cho LSP đa lần. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành xác nhận ảnh hưởng của các tham số thời gian trong hệ thống LSP đến kết quả ứng suất dư bằng cách sử dụng FEA, và chúng tôi cũng đã dự đoán khoảng tối ưu cho các tham số thời gian.

Từ khóa

#LSP #ứng suất dư #mô phỏng phần tử hữu hạn #xung áp lực #thời gian hội tụ

Tài liệu tham khảo

K. Ding and L. Ye, Laser shock peening Performance and process simulation, CRC Press (2006) 47–118. K. Ding and L. Ye, Simulation of multiple laser shock peening of a 35CD4 steel alloy, J.of Materials Processing Technology, 178 (2006) 162–169. S. Y. Yang, S. D. Choi, J. M. Jun and B. C. Gong, Improving the residual stress characteristics of the metal surface by ND: YAG laser shock peening, J. of the Korean Society of Machine Tool Engineering, 19 (2010) 539–547. S. Wu, C. Huang, X. Wang and H. Song, A new effective method to estimate the effect of laser shock peening, Int. J. of Impact Engineering, 38 (2011) 322–329. ABAQUS Version 6. 9, User’s manual, Dassault Systemes (2008). X. Ling, W. Peng and G. Ma, Influence of laser peening parameters on residual stress field of 304 stainless steel, J. of Pressure Vessel Technology, 130(021120) (2008) 1–8. C. Yang, D. Hodgson, Q. Liu and L. Ye, Geometrical effects on residual stresses in 7075-T7451 aluminum alloy rods subject to laser shock peening, J. of Materials Processing Technology, 201 (2008) 303–309. B. W. Bang, S. K. Son, J. M. Kim and C. D. Cho, Residual stress prediction in LSP surface treatment by using FEM, KSME-A, 33(8) (2009) 776–772. J. H. Kim and Y. J. Kim, Sensitivity analyses of the finite element parameters of laser shock peening for improving fatigue life of metallic components, KSME-A, 34(12) (2010) 1821–1828. P. Peyre, R. Fabbro and P. Lieurade, Laser shock processing of aluminum alloys. Application to high cycle fatigue behaviour, Materials Science and Engineering, A 210 (1996) 102–113. P. Ballard, J. Fournier, R. Fabbro and J. Frelat, Residual stresses induced by laser-shocks, J. de Physique IV, 1 (1991) 487–581. P. Peyre and R. Fabbro, Laser shock processing: a review of the physics and applications, Optical and Quantum Elec tronics, 27 (1995) 1213–1229. Y. Hu, Z. Yao and J. Hu, 3-D FEM simulation of laser shock processing, Surface & Coating Technology, 201 (2006) 1426–1435. J. H. Kim, Y. J. Kim and J. S. Kim, Effect of laser shock peening simulation parameters on residual stress of Inconel alloy 600 steel, KSME-A, 36(1) (2012) 43–50.