基于超声波喷丸技术的7075高强铝合金表面纳米化数值模拟开题报告

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1. 研究目的与意义（文献综述）

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用，而7075铝合金是一种冷处理锻压合金，强度高，远胜于软钢。7075是商用最强力合金之一。7075铝合金结构紧密，耐腐蚀效果强，对于航空、船用板材最佳，良好机械性能及阳极反应。细小晶粒使得深度钻孔性能更好，工具耐磨性增强，是航空事业中非常重要的一种材料，因此增强其使用寿命有着极强的现实意义，而在工程问题上，绝大多数零件的失效是因为表面问题失效开始的，所以开发新的技术强化零件表面对提高零件的寿命具有很大的意义，而喷丸强化也称喷丸处理，是减少零件疲劳，提高寿命的有效方法之一，喷丸处理就是将高速弹丸流喷射到零件表面，使零件表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，即表面纳米化 , 将材料的表层晶粒细化至纳米量级, 制备出具有纳米结构的表层 ,借以改善和提高材料的表面性能,如疲劳强度抗蚀性和耐磨性等，强化层内形成较高的残余应力，由于零件表面压应力的存在，当零件承受载荷时可以抵消一部分应力，从而提高材料表面粗糙度，与普通喷丸技术处理的材料粗糙度相比，粗糙度仅为零件的疲劳强度，而超声波喷丸技术相对于普通喷丸技术具有很大的优势，分别观察这采用这两种喷丸技术，然后观察材料表面的形状和面貌，然后测试其力学性质，结果表明，经超声波喷丸技术处理后的传统方式的三分之一，而且，虽然两种喷丸方式都会增强材料的表面的硬度，但是超声波喷丸技术增强的材料表面硬度要比普通喷丸技术高，所以，我们进行

超声波喷丸技术的7075高强铝合金表面纳米化探索研究

在我国，当下最被广为应用与提高零件使用寿命的表面处理方法主要包括磨削，抛光等机械加工方法，以及渗碳渗氢等化学热处理方法，包括表面淬火处理等等，但是其中比较高效的方式主要是喷丸处理，而超声喷丸处理方式是在喷丸处理的基础上产生的一种新的表面处理方法，超声喷丸的诞生是在1940年，产生的撞针式超声喷丸强化，由于撞针式超声喷丸强化存在的一些固有问题，在20世纪70年代，开发出了一种类似于传统喷丸的超声喷丸强化，弹丸式超声喷丸强化，而弹丸式超声喷丸强化相对于普通喷丸强化的效果更好，因此被大量应用于航空工程，海洋探索，建筑桥梁，工程机械等方面，并正在往3d打印等方面发展，但是也还有很多不足，比如在工艺方面，需要结合基础知识总结最佳参数，在考虑铝材料表面完整性等因素下，增强其材料寿命，以及在多种因素下，铝合金表面纳米化程度，以及在腐蚀性等方面的影响，所以研究基于超声波喷丸技术的7075高强铝合金表面纳米化探索研究具有很强的现实意义，目前，超声喷丸技术作为先进的制造技术，具有广阔的市场应用前景，无论是航空制造业飞机机翼的制造，国防工业里军队武器的防腐处理，还是船舶和汽车制造业部件的强度提升，都将用到超声喷丸，由于超声喷丸可以获得比正常喷丸更深的应力压力层，且残余应力的数值更大，同时表面粗糙度也要好于传统喷丸工艺，目前在很多国家比如法国，德国，超声喷丸已大量用于航空航天，造船，以及汽车行业，其前景可以说是一片光明

2. 研究的基本内容与方案

主要研究的是用计算机技术模拟在超声喷丸技术的强化下，因为表面纳米化的原因，7075高强度铝合金的表面特性的变化

研究的目标：由于7075铝合金屈服强度接近于抗拉强度的原因，属于可变形高强铝合金，但是又因此，7075铝合金的塑形较差，因此，本次研究的目标就是通过超声波喷丸技术对7075高强铝合金表面纳米化提高其的材料特性，以延长它的使用寿命，解决材料在使用过程中出现的断裂疲劳衰老等问题，提高材料的强度塑性韧度耐蚀性等各项性能

3. 研究计划与安排

2020.1.28-2020.2.17 确定论文方向，写出开题报告

2020.2.18-2020.3.4准备工作，搜集资料

2020.3.5-2020.3.12学习软件使用

4. 参考文献（12篇以上）

四：参考文献