Подробное описание документа
Ширяев А. А.
Влияние параметров лазерной ударной обработки на распределение остаточных напряжений в кромке лопатки компрессора из титанового сплава / Ширяев А. А., Карманов В. В. // Известия ВУЗов. Сер. "Машиностроение". - 2025. - № 5. -
Скачать документ
Исследовано влияние параметров лазерного излучения на распределение остаточных напряжений в кромке лопатки компрессора из титанового сплава при математическом моделировании лазерной ударной обработки ее части. Обработка выполнена лазерным лучом квадратной формы со стороной размером 1…3 мм без перекрытия пятен в один проход. Исследование включало в себя два этапа: моделирование распространения упругопластических волн на основе определяющего соотношения Джонсона — Кука и статический расчет распределения остаточных напряжений в кромке лопатки. Влияния параметров на распределение остаточных напряжений по радиусу кромки не обнаружено. Использование различных стратегий обработки при квадратном пятне со стороной размером 1 мм не вызвало значимого изменения распределения остаточных напряжений по сечению кромки. При размере стороны лазерного пятна 2 мм вторая стратегия обработки привела к возникновению больших остаточных напряжений сжатия, а третья — к появлению остаточных напряжений растяжения. Смещение зоны лазерной ударной обработки на 0,5 мм от радиуса кромки лопатки при длине квадратного пятна 1 мм не выявило преимуществ перед стандартной схемой обработки. Уровень остаточных напряжений сжатия при стандартной схеме обработки оказался выше, чем при схеме со смещением зоны обработки. Лазерная ударная обработка приводит к наведению остаточных напряжений сжатия как в поверхностном слое (до –0,24 отн. ед.), так и на глубину до 0,4 мм с обеих сторон кромки даже на расстоянии 1 мм вне зоны обработки. Увеличение энергии импульса повышает уровень остаточных напряжений сжатия, глубина которых при этом остается неизменной. При длинах квадратного пятна 1…2 мм глубина остаточных напряжений сжатия превышает середину кромки по всей длине, при длине 3 мм — только на длине 0,2…1,0 мм от радиуса кромки. Для равномерного распределения остаточных напряжений по сечению кромки необходимо проводить лазерную ударную обработку лопатки с обеих сторон. Чтобы снизить время проведения такой обработки, необходимо применять квадратное пятно со стороной длиной 3 мм и энергией 5…8 Дж.
Статья опубликована в следующих изданиях
№ 5. - 2025.
