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耐热材料激光冲击处理产生残余应力的热弛豫特性
摘要： 本文研究了高合金耐热铁基GH2036合金在激光冲击波处理过程中产生的压缩残余应力的热松弛特性。通过有限元建模分析了所产生压缩残余应力的热松弛过程，并研究了200至650°C温度范围内热效应对压缩残余应力再分布的影响特征?；诙员确治?，有限元建模结果与文献中已知的实验数据具有良好相关性。
关键词： 残余应力、热松弛、有限元建模、激光冲击波处理
更新于2025-09-19 17:13:59
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TC4钛合金激光冲击处理过程中的局部变形与宏观畸变
摘要： 通过实验研究了激光喷丸处理过程中不同厚度TC4钛合金薄板的局部变形、宏观畸变及残余应力分布情况。结果表明：几何畸变的产生方向随激光冲击处理条件而异?；诩す夤β拭芏扔氚宀暮穸冉⒌谋湫蜗凳丝捎糜谠げ夂旯郾湫文Ｊ健宝?lt;0.212时无宏观畸变；当0.212<λ<0.58时体积沿上表面转移，几何畸变方向背向激光束，表面产生压应力并形成凸变形；当λ>0.65时体积沿下表面转移，宏观畸变方向朝向激光束，表面产生拉应力并形成凹变形；凹凸变形的阈值约为0.62。该变形系数λ与凹凸变形阈值可用于预测和控制激光冲击处理中TC4钛合金薄板的几何畸变。
关键词： 薄板、残余应力、几何畸变、激光冲击强化
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE铁电材料应用国际研讨会(ISAF) - 瑞士洛桑 (2019.7.14-2019.7.19)] 2019年IEEE铁电材料应用国际研讨会(ISAF) - MEMS屈曲膜结构上不同晶向溶胶-凝胶PZT薄膜的振动压电能量转换效率
摘要： 从溶胶-凝胶法制备的锆钛酸铅（PZT）薄膜晶体取向角度出发，研究了MEMS屈曲膜结构上压电换能器的振动能量转换效率。晶体取向主导着PZT薄膜的面内应力和自发极化方向：面内应力影响膜片的静态屈曲状态——较大凸面屈曲会产生更高的弯曲振动向面内振动的机械转换效率；极化方向则影响本征压电转换效率。通过控制250-350℃范围内的热解温度调节溶胶-凝胶PZT的晶体取向，使薄膜织构从(100)晶向渐变为(111)晶向。高度(111)晶向薄膜虽呈现较大极化强度但屈曲形变量较小，而高度(100)晶向薄膜则相反。具有40-45% (111)晶向指数的中等织构薄膜展现出最高转换效率。
关键词： 压电、溶胶-凝胶、残余应力、屈曲、PZT、极化、能量转换、膜片
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用X射线衍射法测定选择性激光熔化铝合金残余应力的策略
摘要： 选择性激光熔化（SLM）工艺会在样品中产生较大且各向异性的残余应力。准确测量SLM制备样品的残余应力对于理解其成型过程中的残余应力累积机制至关重要，但现有文献报道的残余应力数值存在显著波动。基于对X射线衍射（XRD）测量表面粗糙度影响的研究，我们提出结合机械抛光与化学腐蚀预处理的XRD检测流程。结果表明：未经处理的原始SLM样品因尖峰表面存在应力松弛现象，其XRD测得的残余应力值明显低于经表面精加工的样品。针对SLM制备的AlSi10Mg样品，我们系统研究了残余应力的表面分布特征及扫描策略的影响，并观测了样品与构建平台界面的微观组织形貌及其与残余应力分布的关联性。该检测流程能实现SLM样品残余应力的精确测量，从而深入理解其成型过程中的应力累积机制。
关键词： X射线衍射（XRD）、残余应力、AlSi10Mg、选择性激光熔化、表面粗糙度
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光冲击强化双相不锈钢不同试样几何形状的疲劳寿命行为
摘要： 采用激光冲击强化（LSP）技术处理了两种不同应力集中几何结构（圆角与缺口），以分析试样几何形状对2205双相不锈钢（DSS）疲劳行为的影响。LSP处理使用波长1064 nm、频率10 Hz、单脉冲能量0.85 J的Nd:YAG脉冲激光完成。通过钻孔法与ABAQUS/EXPLICIT软件分别评估了LSP后残余应力分布的实验数据与MEF模拟结果。疲劳试验（拉-拉轴向应力）在应力比R=0.1、频率20 Hz条件下进行。残余应力模拟与实验数据吻合良好。结果表明：缺口试样经LSP处理后疲劳寿命延长，而圆角试样则出现寿命缩短。这与不同几何结构产生的LSP残余应力分布相关。此外，疲劳裂纹扩展方向随几何类型改变。圆角试样中，疲劳裂纹扩展方向与该钢材各向异性共同产生不利影响，降低了疲劳裂纹萌生所需的循环周次。实验证明LSP对疲劳性能的影响受试样几何形状制约。
关键词： 激光冲击强化、残余应力、双相不锈钢、疲劳寿命、试样几何形状
更新于2025-09-19 17:13:59
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大规模钙钛矿太阳能电池无应力空穴传输层的镍可控氧化
摘要： 研究了NiO薄膜残余热应力对倒置型钙钛矿太阳能电池性能的影响。本研究中，通过热氧化镍膜在不同表面粗糙度的氟掺杂氧化锡（FTO）衬底上生长NiO薄膜，并将其作为大面积钙钛矿太阳能电池的空穴传输层进行测试。实验与模拟结果表明：在镍膜氧化过程中抑制NiO-FTO界面残余应力的出现，对实现高效空穴提取至关重要。平整FTO衬底上的镍氧化会因镍膜体积膨胀导致NiO薄膜产生面内压应力，进而形成包括微小气泡在内的缺陷。这些残余应力和缺陷会增加NiO薄膜的漏电流，阻碍空穴在NiO-钙钛矿界面的选择性收集。然而当镍沉积并氧化于粗糙表面时，NiO薄膜的残余应力可忽略不计且保持了其固有高阻特性。无应力NiO薄膜能有效阻止钙钛矿层光生电子向FTO迁移，是优异的空穴传输层。通过调控残余应力来改善NiO薄膜的结构和电学品质，降低了载流子复合几率，使钙钛矿太阳能电池的功率转换效率提升至16.37%。
关键词： 钙钛矿太阳能电池、大规模加工、镍氧化、残余应力、表面粗糙度
更新于2025-09-16 10:30:52
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中子衍射法研究激光熔覆重载钢轨中的残余应力
摘要： 残余应力是影响摩擦部件疲劳行为的关键参数之一，可通过激光熔覆等热机械工艺引入。本研究采用中子衍射技术评估了激光熔覆钢轨的残余应力分布。激光熔覆基体钢轨选用澳大利亚重载铁路轨道使用的过共析钢轨钢，熔覆材料为410L（低碳不锈钢合金）和Stellite 6（钴基合金），这两种材料因其优异的耐磨、耐腐蚀及抗疲劳性能而被选中。研究测量了全尺寸激光熔覆钢轨的残余应力，包括轨头熔覆层、热影响区（HAZ）和基体区的应力分布。为高空间分辨率量化全尺寸钢轨残余应力，开发了新型试样制备策略。研究发现熔覆层存在较高压应力，可能源于该区域的马氏体相变；热影响区4毫米深度内出现拉应力，主要可能由热收缩和组织体积变化导致。增加第二熔覆层虽未显著改变残余应力幅值，但使峰值拉应力向更深处移动，有利于抗磨；焊后热处理显著降低了熔覆层和热影响区的高残余应力。
关键词： 后包覆热处理，残余应力，中子衍射，激光熔覆，重载铁路
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过薄板边缘轻压法降低激光切割产生的残余应力
摘要： 本研究的目的是提出一种降低激光切割产生残余应力的新方法。由于激光切割具有切割路径高度灵活、生产效率高的特点，一直被寄望作为从轧制金属板材切坯料的有效强力手段。然而，激光切割不可避免产生的残余应力却成为其推广普及的最大障碍。其中一个问题就是激光切割后板材在后续弯曲加工时出现的翘曲现象。作者提出了一种降低激光切割残余应力的新方法——通过对板材边缘施加轻微压痕来实现。研究采用有限元分析法探究该方法的可行性、确定压痕施加方式并优化工艺条件，同时开展实验验证。结果表明，新方法使残余应力导致的翘曲量显著降至未处理情况的十分之一，其数值已达到工业应用可接受的小幅程度。
关键词： 激光切割、纵向拱曲、V形折弯、毛坯板材、残余应力
更新于2025-09-16 10:30:52
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层间停留时间对激光金属沉积壁体变形和残余应力的影响
摘要： 激光金属沉积是一种先进的制造技术，能够生产大型部件并部分或完全消除机加工和焊接工序。该工艺的特点是堆积层局部受热不均，导致应力分布可能超过材料屈服强度，从而造成尺寸精度损失。层间停留时间对温度场有显著影响。本研究通过实验与数值模拟方法，探究了层间停留时间对2毫米厚板材边缘单道壁激光金属沉积过程中变形与应力分布的影响。沉积材料为IN625镍基合金，基板材料为AISI 316不锈钢。无停留时间的试验中观察到：由于最后一层沉积后的均匀收缩及纵向残余压塑性应变水平降低，残余位移减小。自由边缘位移峰值增量出现在首层沉积时，后续沉积层将在已发生塑性变形的堆积层上进行。有停留时间的试验显示，堆积层顶部附近的纵向拉应力及边缘附近的横向应力高于材料屈服强度。
关键词： 温度场、激光金属沉积、残余应力、模拟、变形
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过调整波长提高激光焊接非晶态热塑性塑料的抗应力开裂性能
摘要： 激光透射焊接广泛应用于热塑性塑料部件间高强度、气密且光学美观的接合。聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯等非晶态聚合物具有优异的光学性能，使其特别适合这种连接工艺，在汽车工业的照明和装饰应用中尤为突出。然而加工过程中快速且不均匀的温度变化会导致残余应力，可能降低焊缝强度并因环境应力开裂引发部件失效。本研究发现，与波长约1微米的传统激光透射焊接相比，采用2微米激光辐射可降低应力开裂敏感性。
关键词： 非晶态聚合物、残余应力、环境应力开裂、激光透射焊接
更新于2025-09-16 10:30:52