1、激光沖擊成形是利用激光與物質(zhì)的相互作用誘導(dǎo)的沖擊波使金屬板料發(fā)生塑形變形的一種新型的板料塑形成形技術(shù)。自提出激光沖擊成形概念以來,人們就希望將該項技術(shù)應(yīng)用于實際生產(chǎn)中,但把這一技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)還有許多科學(xué)技術(shù)問題需要解決,如薄板激光沖擊成形中應(yīng)力波的傳播特性、應(yīng)力波與材料作用產(chǎn)生的層裂和減薄失效問題?；诖?本文采用理論、數(shù)值模擬和試驗相結(jié)合的方法,對3003H16鋁合金薄板激光沖擊成形中應(yīng)力波傳播特性及與材料作用機理進(jìn)行了研究和探索,希

2、望能夠解決金屬薄板激光沖擊成形中的層裂和減薄失效問題,進(jìn)一步豐富和發(fā)展鋁合金薄板激光沖擊成形中應(yīng)力波理論,同時也為優(yōu)化激光沖擊成形性能提供依據(jù)。
　　 本文的主要工作和結(jié)果有以下幾點:
　　 (1)以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ),分析了鋁合金材料內(nèi)部應(yīng)力波產(chǎn)生和傳播過程,采用特征線法對3003H16鋁合金薄板激光沖擊成形中應(yīng)力波結(jié)構(gòu)、彈塑性波相互耦合效應(yīng)進(jìn)行了研究。表明鋁合金薄板應(yīng)力波傳播過程中存在著無應(yīng)力區(qū)、彈性加載區(qū)、塑性加載區(qū)

3、、迎面卸載區(qū)和追趕卸載區(qū)。
　　 (2)應(yīng)用ABAQUS有限元軟件,建立了3003H16鋁合金薄板激光沖擊成形的有限元分析模型,著重從水平和厚度方向節(jié)點路徑的角度對鋁合金薄板激光沖擊成形中應(yīng)力波傳播的一般過程進(jìn)行了研究。
　　 (3)采用數(shù)值模擬的方法獲得了不同激光工藝參數(shù)、不同板料厚度和不同凹模孔徑大小對鋁合金薄板中應(yīng)力波傳播特性及與材料作用機理的影響規(guī)律,首次給出了鋁合金薄板激光沖擊成形過程中出現(xiàn)層裂和減薄失效問題的

4、時空分布規(guī)律。
　　 (4)通過激光沖擊成形試驗,研究了不同激光工藝參數(shù)對應(yīng)力波與材料作用產(chǎn)生層裂和減薄失效機制的影響,給出了鋁合金薄板激光沖擊成形工藝參數(shù)選擇準(zhǔn)則,驗證了層裂和減薄時空分布規(guī)律圖的正確性。結(jié)果表明:層裂裂紋形貌呈“×”狀,而減薄失效裂紋形貌呈細(xì)線狀,同時鋁合金薄板層裂和減薄失效問題的產(chǎn)生存在著激光能量和光斑半徑閥值。
　　 本文對鋁合金薄板激光沖擊成形中應(yīng)力波傳播特性及于材料作用機理進(jìn)行了研究,建立了數(shù)