發(fā)布時間：2017-06-01 01:15

  本文關(guān)鍵詞：激光誘導(dǎo)沖擊波在層狀介質(zhì)中的傳輸特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：“膜基結(jié)構(gòu)”材料是最為簡單和常見的層狀復(fù)合材料,弄清激光誘導(dǎo)沖擊波在“膜基結(jié)構(gòu)”材料中的傳輸規(guī)律,對研究激光沖擊加工“膜基結(jié)構(gòu)”材料以及更為復(fù)雜的多層復(fù)合材料,有重要指導(dǎo)意義;對激光參數(shù)選擇、層狀材料設(shè)置、沖擊效果預(yù)測有重要的指導(dǎo)作用。本文主要從沖擊波檢測、數(shù)值仿真、沖擊結(jié)果分析幾方面對激光誘導(dǎo)沖擊波在“膜基結(jié)構(gòu)”中傳輸進行研究。主要工作如下:(1)以“鋁膜-銅基體”、“銅膜-鋁基體”為研究對象,利用PVDF傳感器檢測“膜基結(jié)構(gòu)”靶材背面的沖擊波信號,并分析測量信號的形成機理及特性。結(jié)果表明:膜基界面對沖擊波傳輸有重要影響,所測“膜基結(jié)構(gòu)”材料背面信號強度明顯低于同種厚度單層材料;“膜基結(jié)構(gòu)”中的沖擊力從加載到平衡所需時間較久,是振蕩加載過程;當(dāng)每層材料厚度低于50μm時,PVDF所測信號無法分辨層間沖擊波變化,每層材料厚度越大,層間波形區(qū)分越明顯。因此,用PVDF測量雙層材料沖擊波信號,材料厚度不可過薄。(2)用ABAQUS軟件建立激光沖擊“膜基結(jié)構(gòu)”模型。研究了激光誘導(dǎo)沖擊波在“膜基結(jié)構(gòu)”中的傳輸,及其對“膜層-基體”結(jié)合強度的影響。建立不同阻抗匹配模式的“膜基結(jié)構(gòu)”模型,改變膜層厚度,進行數(shù)值仿真和實驗。分析不同時刻沿深度方向的應(yīng)力分布,膜層脫落時的凸起形貌,不同膜層厚度對應(yīng)的最大應(yīng)力值、持續(xù)時間。結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)膜層阻抗小于基體時,膜層表面覆蓋合適的約束層可以避免“膜層-基體”界面處形成拉應(yīng)力,兩者結(jié)合強度不會減弱,材料表面性能得到強化;當(dāng)膜層阻抗大于基體時,應(yīng)根據(jù)加工要求,決定是否進行激光沖擊加工;當(dāng)拉應(yīng)力不可避免時,膜層厚度需慎重選擇,既要考慮對材料表面的強化效果,也要減小界面處拉應(yīng)力強度。(3)理論和實驗研究相結(jié)合,研究激光沖擊過程中“剩余吸收層”對沖擊效果的影響規(guī)律。選擇不同厚度、材質(zhì)的材料作吸收層;控制激光參數(shù),使沖擊后靶材表面留有“剩余吸收層”。通過表征沖擊區(qū)域凹坑尺寸、力學(xué)性能、檢測靶材背面的沖擊波信號,研究“剩余吸收層”對沖擊效果的影響。結(jié)果表明:“剩余吸收層”對沖擊波有顯著衰減作用,進而削弱其對靶材的沖擊效果;“剩余吸收層”阻抗直接影響激光誘導(dǎo)原始沖擊波壓力,以及吸收層-靶材界面處透射沖擊波壓力;約束層和靶材給定,選擇具有“最佳阻抗值”的理想吸收層,可獲得最大強度的有效沖擊波;實際沖擊過程中,必須根據(jù)約束層、靶材等,選擇合適吸收層,優(yōu)化吸收層厚度,才可獲得理想的沖擊效果。
【關(guān)鍵詞】：激光沖擊 膜基結(jié)構(gòu) 沖擊波傳輸 剩余吸收層 PVDF傳感器
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33;TN249
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 激光沖擊加工技術(shù)11-13
• 1.1.1 激光沖擊強化11-12
• 1.1.2 激光沖擊成形12-13
• 1.2“膜基結(jié)構(gòu)”材料13-14
• 1.3 研究激光誘導(dǎo)沖擊波在“膜基結(jié)構(gòu)”中傳輸?shù)囊饬x14-15
• 1.4 沖擊波在“膜基結(jié)構(gòu)”中傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀15-17
• 1.5 本課題主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 激光誘導(dǎo)沖擊波在“膜基結(jié)構(gòu)”中傳輸?shù)睦碚摶A(chǔ)18-26
• 2.1 激光誘導(dǎo)沖擊波的形成18-21
• 2.1.1 沖擊波的形成機理18
• 2.1.2 沖擊波的物理特性18-20
• 2.1.3 激光誘導(dǎo)沖擊波峰值壓力估算20-21
• 2.2 激光誘導(dǎo)沖擊波的傳輸21-25
• 2.2.1 沖擊波在均勻介質(zhì)中的傳輸與衰減21-22
• 2.2.2 沖擊波在“膜基結(jié)構(gòu)”中的傳輸22-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 激光誘導(dǎo)沖擊波在“膜基結(jié)構(gòu)”中傳輸?shù)臋z測26-36
• 3.1 實驗裝置和測量原理26-27
• 3.2 典型沖擊波檢測信號分析27-29
• 3.3 單、雙層材料中沖擊波檢測結(jié)果與分析29-35
• 3.3.1 單層材料中沖擊波信號30-32
• 3.3.2“膜基結(jié)構(gòu)”材料中沖擊波信號32-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 激光誘導(dǎo)沖擊波在“膜基結(jié)構(gòu)”中傳輸?shù)臄?shù)值研究36-47
• 4.1 ABAQUS軟件36-37
• 4.2 數(shù)值研究方法37-39
• 4.2.1 模型建立與“膜層-基體”阻抗的選擇37
• 4.2.2 膜層厚度的選擇37-38
• 4.2.3 本構(gòu)模型的選擇與網(wǎng)格的劃分38-39
• 4.3 結(jié)果與分析39-46
• 4.3.1 “膜層-基體”阻抗匹配模式對沖擊波傳輸?shù)挠绊懸?guī)律39-42
• 4.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果的實驗驗證42-44
• 4.3.3 膜層厚度對沖擊波傳輸?shù)挠绊?/span>44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 “剩余吸收層”對沖擊效果影響的實驗研究47-56
• 5.1 激光沖擊技術(shù)中“膜基結(jié)構(gòu)”的形成機理47
• 5.2 “剩余吸收層”對沖擊強化效果影響的實驗研究47-54
• 5.2.1 實驗方法和實驗裝置48
• 5.2.2“剩余吸收層”厚度對沖擊效果的影響48-50
• 5.2.3“剩余吸收層”阻抗對沖擊效果的影響50-53
• 5.2.4 沖擊波檢測53-54
• 5.3 本章小結(jié)54-56
• 第六章 總結(jié)與展望56-59
• 6.1 總結(jié)56-57
• 6.2 展望57-59
• 參考文獻59-65
• 致謝65-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周南;周亢;丁圭吉;;關(guān)于激光誘導(dǎo)裂析譜專題的歐洲-地中海會議2007(Ⅰ)[J];分析試驗室;2009年08期

2 周南;周亢;丁圭吉;;關(guān)于激光誘導(dǎo)裂析譜專題的歐洲-地中海會議2007(Ⅱ)[J];分析試驗室;2009年09期

3 ;激光誘導(dǎo)腦電波[J];激光與光電子學(xué)進展;2009年06期

4 周政卓,邱明新,黃賽棠,畢琦秀,顧加O，

本文編號：411224