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。