此次涉及零件加工表面紋理加工方法的研究,具體涉及一種通過(guò)控制激光沖擊強(qiáng)化路徑重構(gòu)加工表面紋理的方法。
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在振動(dòng)等隨機(jī)循環(huán)載荷作用下相互連接的機(jī)械構(gòu)件之間易產(chǎn)生幅度為幾十微米量級(jí)的微小相對(duì)運(yùn)動(dòng),由此產(chǎn)生的微動(dòng)損傷會(huì)導(dǎo)致疲勞裂紋過(guò)早成核。這是相互接觸的零部件發(fā)生疲勞斷裂失效的重要原因,會(huì)嚴(yán)重降低構(gòu)件的服役壽命和服役安全性。
如何針對(duì)性地提出簡(jiǎn)單可靠的表面強(qiáng)化處理方法,對(duì)面向構(gòu)件功能和性能的制造具有十分重要的意義。
激光沖擊強(qiáng)化作為一種廣泛采用的用于提高零件和構(gòu)件疲勞壽命的表面強(qiáng)化方法,主要得益于其能夠在加工表面的表層和次表層內(nèi)引入很大的殘余壓應(yīng)力,從而有效地提高構(gòu)件抵抗疲勞裂紋擴(kuò)展的能力。
然而,在激光沖擊強(qiáng)化過(guò)程中,由于激光沖擊的等離子體在零件待處理表面爆破后能產(chǎn)生高達(dá)1gpa的沖擊載荷,使得零件表面發(fā)生明顯的塑性變形,形成許多不均勻分布的微小凹坑。
因此,零件原始表面的紋理特征狀態(tài)發(fā)生了改變,并進(jìn)一步影響到零件表面的功能和性能特性,激光沖擊強(qiáng)化引入的殘余壓應(yīng)力可以提高疲勞裂紋的擴(kuò)展壽命,但卻不能明顯提高疲勞裂紋的萌生壽命。
原因在于通過(guò)常規(guī)的激光沖擊強(qiáng)化路徑所構(gòu)建的表面紋理特征在微觀層面具有無(wú)序性,因而無(wú)法通過(guò)所得到的表面紋理控制微動(dòng)疲勞裂紋的萌生行為。