【正文】 段。 激光技術在短短幾十年內(nèi)就推廣應用到現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、通信、國防和科學技術的各個方面。由一開始的紅寶石激光器到現(xiàn)在的飛秒激光器等等先進的激光器 [3]。其后在我國科學家錢學森的建議，統(tǒng)一翻譯成激光或者激光器 [3] 。 1960 年 7月美國的 MAIMAN宣布制成第一臺紅寶石激光器（ Ruby Laser）。 20世紀 50 年代美國科學家 TOWNES 以及前蘇聯(lián)科學家 PROKHOROV 等人 分別發(fā)明了一種低噪聲微波放大器，即一種在微波波段的受激輻射放大器（ Microwave amplification by stimulated emission of radiation），并以英文的第一字母縮寫為 Maser。 激光技術的背景和發(fā)展 激光技術的背景 激光是 20 世紀人類的重大科技發(fā)明之一，它對人類的生活產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響。從而進一步誘發(fā) 向金屬內(nèi)傳播的沖擊波。 激光沖擊誘導應力波的原理：激光和金屬表面進行相互作用，一部分激光被反射，一部分激光透入金屬。 激光沖擊誘導的應力波是改變材料性質的能量源。激光沖擊還可以應用于核聚變研究、激光武器研究、材料的改性研究、沖擊相變研究以及提高疏松材料密度等等 [1]。當應力波峰壓大于材料的動態(tài)屈服強度時，金屬材料的性能將會發(fā)生改變。 關鍵詞： 激光沖擊；沖擊波；數(shù)值模擬； 殘余應力場 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 II Abstract Many applications and enormous benefits from laser Peening have been demonstrated in a lot of fields like enhance the properties of the metal surface，changing the surface fatigue life， Perforation and so on. Stress wave induced by laser peening is material modification of the energy source. Shock wave induced by laser is generated by plasma. The plasma expands outward in a certain form, as the role of the plasma and the subsequent results of the laser makes laser plasma against the direction of development, we can name this a certain speed to leave the target facing the direction of motion of the plasma laser supported absorption wavelength of the laser. This thesis schedule to take the laser parameters and metal templates(Take the metal template material herein as aluminum.), using ABAQUS finite element analysis software to simulate the impact of formulation parameters on the shock wave generated on the metal template wave type ,the relationship of the frequency and intensity changes with time to the laserinduced shockwave for numerical simulations. After the laser shock, use ABAQUS to simulate the residual stress field in the material. From the resulting imagery and XY table can be seen, Laser shock wave propagation in the material gradually stabilized after the residual stress field display residual stress is not the largest on the surface. Along the direction of laser shock residual stress first increases to a maximum and then gradually decreases until stable. KEYWORDS: Laser Peening， Shockwave， Numerical Simulation， Residual stress field 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 III 中文摘要 ............................................................................................................................................ I 英文摘要 ........................................................................................................................................... II 目錄 第一章 緒論 ................................................. 1 激光技術的背景和發(fā)展 ................................ 1 激光技術的背景 ................................ 1 激光的應用 .................................... 1 激光沖擊處理的機理 ............................ 3 激光沖擊技術的發(fā)展 ............................ 4 激光沖擊波的研究 .............................. 7 數(shù)值模擬技術 ........................................ 8 數(shù)值模擬技術概述 .............................. 8 數(shù)值模擬技術的背景和發(fā)展 ...................... 9 第二章 激光沖擊波的傳播及其動態(tài)模擬 ........................ 11 激光沖擊波概述 ..................................... 11 激光沖擊波的力學效應 ............................... 12 一維應變的本構模型 ................................. 15 激光沖擊波在材料中的傳播 ........................... 17 有限元法概述 ....................................... 19 有限元法的背景和發(fā)展 ............................... 20 ABAQUS 有限元分析軟件簡介 .......................... 21 激光沖擊鋁板有限元模型的建立 ....................... 21 模型建立 ..................................... 21 設置分析步 ................................... 22 應力的加載和邊界條件的約束 .................. 22 網(wǎng)格的劃分 ................................... 24 動態(tài)模擬 ..................................... 25 本章小結 ........................................... 29 第三章 激光誘導的殘余應力及其分析 .......................... 30 材料殘余應力場的形成 ............................... 30 殘余應力場的發(fā)展歷程 ............................... 31 殘余應力的估算 ..................................... 31 穩(wěn)定殘余應力場 ..................................... 34 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 IV 本章小結 ........................................... 35 第四章 總結與展望 .......................................... 36 總結 ............................................... 36 展望 ............................................... 36 參考文獻 ................................................... 38 致謝 ....................................................... 40 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 1 第一章 緒論 激光沖擊，就是利用高功率密度、短脈沖激光束輻射金屬表面。 由得到的云圖和 XY表格可以看出， 500ns 后的激光沖擊波在材料內(nèi)部的傳播逐漸趨于穩(wěn)定。 本論文是通過對激光參數(shù)、金屬模板（本文中金屬模板材料取定為純鋁）的取定，利用 ABAQUS 有 限元分析軟件來模擬制定參數(shù)沖擊在金屬模板上產(chǎn)生的沖擊波的波型、強度隨時間頻率變化的關系等來對激光誘導產(chǎn)生的沖擊波進行數(shù)值上的模擬。激光誘導產(chǎn)生的沖擊波是由等離子體所產(chǎn)生的。 指導教師簽字 ： 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 I 摘 要 激光沖擊已經(jīng)多次被證實在諸多領域都有許多應用和巨大的益處，例如增強金屬表面的屬性，改變材料表面的疲勞壽命，穿孔等等。 設計說明書需打印輸出，并遵守相應規(guī)范，參考文獻中除設計手冊和工具書外，至少含有 5 篇以上中文論文文獻和 3 篇以上外文文獻。 再利用 ABAQUS 有限元分析軟件對所建的模型進行殘余應力分析，根據(jù)結果得出 XY 表。 再利用 ABAQUS 有限元分析軟件對建立的模型進行激光沖擊，設置好波型和峰值壓力。安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 I 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計 (論文 )任務書 課題名稱 激光沖擊對小孔疲勞壽命的影響 學 院 機械工程學院 專業(yè)班級 姓 名 追風少年 學 號 畢業(yè)設計（論文）的主要內(nèi)容 : 根據(jù)課題進行調研、收集國內(nèi)外文獻資料，其中外文資料至少 3 篇以上，書寫開題報告。 利用 ABAQUS 有限元分析軟件建立一個 10 10mm 的正方形模型，并對模型賦予材料屬性。 再利用 ABAQUS 有限元分 析軟件對所建的模型進行動態(tài)分析，根據(jù)結果得出 XY 表。 課題折合 0 號圖 1 張圖紙；除至少有 1 張手工繪圖外，其余圖紙皆為 CAD繪圖。 英文翻譯 5000 單詞以上論文一篇， 300 字中英文摘要。激光沖擊誘導的應力波是材料改性的能量源。等離子體以一定的形式向外膨脹，由于等離子體和后續(xù)激光的作用的結果使得等離子體逆著激光發(fā)展方向 ,可以稱這種以一定速度離開靶面向著激光器方向運動的等離子體為激光支持的吸收波。在激光沖擊結束后，再利用 ABAQUS 對材料內(nèi)部的殘余應力場分布進行模擬。最后形成的殘余應力場顯示材料表面的殘余應力并不是最大的，沿著激光沖擊方向的殘余應力先增大至最大值再逐漸衰減直至穩(wěn)定。由于激光束與材料相互作用，產(chǎn)生強應力波。激光沖擊能夠改善金屬材料的強度，耐磨性和耐腐蝕性等等，特別 是能有效地提高金屬材料的疲勞壽命。由此可見，激光沖