《彈性彎曲載荷下局部熱源致變形硬化及熱軟化競爭機制》是依託中國科學院力學研究所，由彭青擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：彈性彎曲載荷下局部熱源致變形硬化及熱軟化競爭機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭青
- 依託單位：中國科學院力學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用局部熱軟化效應誘飛彈性應變能做塑性功，即雷射輔助預應力成形方法，已被證實是成形只能承受彈性載荷的複雜薄壁結構零件的有效方法，且該方法成形效率的高低取決於零件彈性能（預應力）的大小。進一步的研究結果表明，局部軟化導致的塑性變形可提升零件整體變形抗力（即提高零件預應力水平）。這一作用對於提升零件的雷射輔助預應力成形能力意義重大。本項目的研究重點是：以7075和2024鋁合金為對象，揭示局部軟化效應與零件整體變形硬化效應的耦合關係、影響因素，重點考察結構對樣件整體硬化/軟化的影響規律以及工藝參數調控方法。通過設計局部溫度場歷史，研究雷射作用下材料軟化行為的力學模型；通過成形前後的材料微觀組織、硬度、屈服極限，以及成形過程中的溫度和應變等數據探討雷射非均勻熱軟化與變形硬化的耦合作用機制並建立數學模型；結合數值模擬，探討結構對雷射輔助增量成形中成形增量的影響規律，為該方法工程套用提供理論依據。
結題摘要
利用局部熱軟化效應誘飛彈性應變能做塑性功，即雷射輔助預應力成形方法，已被證實是成形只能承受彈性載荷的複雜薄壁結構零件的有效方法，且該方法成形效率的高低取決於零件彈性能的大小。局部軟化導致的塑性變形可提升零件整體變形抗力。這一作用對於提升零件的雷射輔助預應力成形能力意義重大。本項目以7075等鋁合金為對象，揭示局部軟化效應與零件整體變形硬化效應的耦合關係、影響因素，重點考察結構對樣件整體硬化/軟化的影響規律以及工藝參數調控方法。通過設計局部溫度場歷史，研究雷射作用下材料軟化行為的力學模型；通過成形前後的材料微觀組織、硬度、屈服極限，以及成形過程中的溫度和應變等數據探討雷射非均勻熱軟化與變形硬化的耦合作用機制並建立數學模型；結合數值模擬，探討結構對雷射輔助增量成形中成形增量的影響規律，為該方法工程套用提供理論依據。 本項目建立了雷射輔助預應力增量成形的數值模型，包括雷射輻照有限大薄板的分析模型以及考慮到材料硬化的有限元模型。並以此模型為基礎，開展了雷射輻照下溫度場的特徵以及其與應力場的相互作用規律等相關研究。開展了雷射熱作用對成形後樣件殘餘應力的實驗和數值研究工作，並以此為基礎衍生出了雷射局部去殘餘應力的新方法。針對高筋條整體壁板成形，考察不同的筋條高度對成形能力的影響，對溫度場分布的影響，以及對增量成形中成形增量的影響規律,即對結構件硬化的影響規律。並以此為基礎，開展了增量成形後材料力學性能的研究。以雷射輻照材料後的軟化與應變硬化模型此為基礎提出了考慮溫度歷史的材料力學行為模型。該塑形強化不但與應變歷史有關，還與溫度歷史峰值有關。
