指数型基金

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指数型基金范文第1篇

“赚了指数不赚钱”。这是牛市中最为悲哀的事情。然而，就是这样的悲哀却在“5・30”之后成为广大中小股民的现实版。如何战胜指数?一个最为简便的方法是――买指数型基金。

2007年指数在泡沫声中节节攀升，一举突破了6000点大关。跟踪指数的指数型基金也因此成为了“王中之王”。

指数型基金在2007年的收益率都颇为可观。据wind资讯的统计数据显示，除去转型不久的国泰沪深300外，16只指数型基金，去年平均收益率为141.48％。这个数字远高出130只股票型基金126.84％的平均收益率，更超过其他类型基金。

另据统计，2006年指数型基金整体表现也相当突出，10只基金净值增长率全部翻番，平均净值增长率达到133.93％，比主动投资型的股票型基金还高出1个多百分点。从最近3年的统计数据看，成立在3年以上的指数型基金有8家，最近3年的收益率最高为银华道琼斯88精选，达486.82％，平均收益率为430.63％，远高于同期的上证指数315.56％的涨幅，而同期成立3年以上的67家偏股的股票型基金和混合型基金的平均收益率则为366.39％。

由此可以得出结论，在开放式基金红红火火的牛市中，指数型基金战胜了炙手可热的偏股型基金，成为2007年开放式基金的大赢家。

一位基金经理指出，在牛市中，具有强烈牛市倾向的指数型基金，也会因中国股市正行进在牛市通道中而与指数并驾齐驱。此外，随着境外上市的国企如中国人寿、中国石油和中国神华等大批大蓝筹股的回归A股，这些海归企业当仁不让地将成为国内几乎所有指数的新成员。业内专家指出，国内代表性较强的沪深300、上证50和上证180等指数将因为大盘蓝筹股的回归而升级换代，以其为标的的指数型基金自然得益匪浅。

易方达深证100ETF　瞄准高成长股荣获冠军

易方达深证100ETF作为深交所的首只ETF产品，自2006年3月成立以来，一直有良好的市场表现。2007年净值涨幅达185.41％，位居17只指数型基金的首位，领先第3名30个百分点。

紧密跟踪深证100指数。该指数仅用市场五分之一的股票样本，就覆盖了市场一半以上的总市值和流通市值，提供了四到五成以上的流动性，贡献了近七成的股息回报。深证100成份股中高成长性、中盘绩优股居多，一批成长性良好的优势企业股已逐渐成为主导深证100指数走势的主要力量。据该基金2007年三季报显示，其前十大重仓股为万科A、苏宁电器、深发展A、五粮液、西山煤电、鞍钢股份、吉林、美的电器、云南铜业和中集集团。前十大重仓股市值占比已超过30％。大规模机构资金主导的市场格局，使中盘股既具备了良好的成长性，又保持了充分的流动性，从而确保了基金的收益。

银花道琼斯88精选　牛熊市均有赚钱效应

银华道琼斯88精选最近1年、2年、3年的净值增长率分别是119％、432％、487％。虽然2年的表现欠佳，在同类型基金中排名靠后，但由于其前2年成绩优异，靠“吃老本”而跃上了近3年总收益的冠军宝座。

该基金以“道琼斯中国88指数”为跟踪标的。“道琼斯中国88指数”是1996年由全球指数编制机构道琼斯公司为中国大陆股票市场编制的指数，采用了与道琼斯全球股票指数相同的严格标准，由沪深A股市场中88只自由流通市值最大且交易流动性最强的股票组成，每季度进行一次成份股的调整。

据其2007年第三季报显示，十大重仓股为浦发银行、中信证券、万科A、招商银行、民生银行、长江电力、五粮液、中国平安、贵州茅台和苏宁电器，非大盘绩优股即高价股。这类股票即便在熊市中都会有“赚钱效应”，而在牛市中也会有激进表现，这就决定了它擅长于做“中长跑选手”。

友邦华泰红利ETF　靠丰厚“大红包”跑赢

友邦华泰红利ETF 2007年净值增长155％，为指数型基金的亚军。

该基金由上证所和友邦华泰基金管理公司联合开发，是红利ETF产品首次引入我国基金业。上证红利ETF完全跟踪复制上证红利指数。该指数由上证所股息率最高、现金分红最多的50只股票组成，是上海A股市场的核心优质资产。2007年三季度末，前十大重仓股为宝钢股份、中国石化、华能国际、上海汽车、武钢股份、华夏银行、雅戈尔、金地集团、申能股份和邯郸钢铁，清一色的老牌绩优股，在分享公司高速成长的同时，又每年能获得丰厚的“红包”。

华安MSCI中国A股　表现稳定的优秀选手

指数型基金范文第2篇

最近，关于“投资者该买被动指数型基金还是主动管理型基金”的话题，再一次引爆财经媒体圈与大大小小的投资论坛，而争论并无结果。

有趣的是，在这个过程中，市场做出了不无巧合的回应。

2017：成立潮

Wind资讯显示，截至6月30日，2017年成立的被动指数型基金已达到48只，比上年同期增加36只，同比增长300%。其中，有发行份额数据的基金有32只，发行份额规模总计90.12亿份，同比增长102.97%。2016年同期成立的12只同类基金，发行份额规模为44.40|份。

另外，截至6月30日，2017年还成立了11只增强指数型基金，发行份额规模为17.98亿份，上年同期则只成立1只，发行份额规模为5.47亿份。

在2017年上半年成立的股票型基金中，指数型基金占了很大的权重。

截至6月30日，2017年成立的股票型基金共计90只，被动指数型、增强指数型、普通股票型分别占比52.22%、12.22%、35.56%。在新成立的90只股票型基金中，有发行份额数据的是71只，发行规模共计251.04亿份，上述三类基金分别占比35.90%、7.16%、56.94%。

根据Wind资讯，2016年同期成立的股票型基金共计35只，被动指数型、增强指数型、普通股票型分别占比34.28%、2.86%、62.86%；发行份额共计106.55亿份，上述三类基金分别占比41.67%、5.13%、53.20%。

Wind资讯显示，截至2017年第一季度末，市场上有数据可查的716只股票型基金，资产净值共计6460.18亿元，其中被动指数型、增强指数型、普通股票型分别为4644.92亿元、342.95亿元、1472.31亿元，分别占比71.90%、5.31%、22.79%。

2015：发行井喷

根据Wind资讯，自2010年至2015年，各年份上半年成立的被动指数型基金分别是13只、23只、21只、14只、16只、109只，同期成立的增强指数型基金分别是3只、0只、3只、2只、1只、4只。

从成立数量上看，2015年是被动指数型基金的第一春。

事实上，2015年，被动指数型基金共计成立161只，增强指数型基金共计成立10只，在同年成立的264只股票型基金中，分别占比60.98%、3.79%。

在发行份额方面，2015年成立的股票型基金中，有发行份额数据的是258只，发行份额规模共计3328.21亿份，其中被动指数型、增强指数型、普通股票型分别共计936亿份、19.55亿份，2372.66亿份，分别占比28.12%、0.59%、71.29%。

显然，2015年，同时也是普通股票型基金的春天。

在很大程度上，这一局面应是2014年牛市行情的结果。

Wind资讯显示，2014年，上证综指涨幅达到52.87%，有数据可查的290只股票型基金，股票投资收益为302.04亿元，净利润则达到1656.13亿元。其中，211只被动指数型基金实现的股票投资收益为251.51亿元，占比83.27%；实现的净利润为1402.61亿元，占比84.69%。

这里需要强调的是，前述所谓“2015年是被动指数型基金的第一春”，仅是就被动指数型基金的成立数量而言。在发行份额总规模方面，2015年只能排名第二，排名第一的年份是2009年。2009年成立的被动指数型基金虽然只有25只，但发行份额规模达到1294.87亿份。

巨额管理费贡献者

被动指数型基金贡献管理费收入的强大能力，应是基金公司大力推出该类基金的重要动力之一。

公开资料显示，被动指数型基金的管理费率区间为0.2%-1.00%，增强指数型的区间为0.50%-1.20%，普通股票型的区间为1.00%-1.50%。不过，虽然被动指数型的管理费率相对较低，但因为该类基金规模庞大，其贡献的管理费收入在三类基金中最巨。

根据Wind资讯，2016年，有数据可查的659只股票型基金实现的管理费收入共计63.78亿元，其中被动指数型、增强指数型及普通股票型分别贡献了30.66亿元、3.58亿元、29.54亿元，占比分别为48.07%、5.61%、46.32%。

2015年，有数据可查的558只股票型基金实现的管理费收入共计72.71亿元，上述三类股票型基金分别贡献了38.16亿元、4.86亿元、29.69亿元，占比分别为52.48%、6.68%、40.84%。

2014年，有数据可查的290只股票型基金实现的管理费收入共计26.25亿元，上述三类股票型分别贡献了14.86亿元、5.05亿元、6.34亿元，占比分别为56.61%、19.23%、24.16%。

在管理费收入最高的10只股票型基金中，2016年有6只是被动指数型基金，增强指数型、普通股票型分别有1只和3只；2015年则分别是7只、1只、2只；2014年分别是6只、2只、2只。

稳牛出业绩

投资者往往认为，就业绩表现而言，指数型基金要优于普通股票型基金，至少在稳定性上是如此。基金公司大力推出被动指数型基金，原因是否在此并无定论，不过从数据上看，上述结论有些似是而非。

根据Wind资讯，在股票投资收益及交易效率等指标上，被动指数型基金不一定比普通股票型基金更优秀。

数据显示，2016年，股票型基金的股票投资收益共计-511.32亿元，其中被动指数型、增强指数型、普通股票型的股票投资收益分别为-348.71亿元、-1.84亿元、-160.77亿元，占比分别为68.20%、0.36%、31.44%。

同期股票型基金的交易佣金共计15.62亿元，上述三类基金分别为5.12亿元、0.64亿元、9.86亿元，分别占比32.78%、4.10%、63.12%。在股票投资收益与交易佣金之比――在某种程度上可以代表交易效率――这一指标上，股票型基金均值为-32.72，被动指数型、增强指数型、普通股票型分别是-67.99、-43.28、-16.31。

2015年，股票型基金的股票投资收益共计702.80亿元，其中被动指数型、增强指数型、普通股票型基金的投资收益分别为407.80亿元、201.78亿元、93.22亿元，分别占比58.03%、28.71%、13.26%。

同期股票型基金的交易佣金共计30.64亿元，上述三类基金分别为15.14亿元、1.16亿元、14.34亿元，分别占比49.41%、3.79%、46.80%。在股票投资收益与交易佣金之比这一指标上，股票型基金均值为22.94，被动指敌汀⒃銮恐甘型、普通股票型分别是26.93、173.95、6.50。

2014年，股票型基金的股票投资收益为302.03亿元，其中被动指数型、增强指数型、普通股票型的股票投资收益分别为251.51亿元、-0.25亿元、50.77亿元，分别占比83.27%、-0.08%、16.81%。

同期股票型基金的交易佣金共计6.53亿元，上述三类基金分别为3.58亿元、0.80亿元、2.15亿元，分别占比54.83%、12.25%、32.92%。在股票投资收益与交易佣金之比这一指标上，股票型基金均值为46.25，被动指数型、增强指数型、普通股票型分别是70.25、-0.31、23.61。

上述数据说明，在股票型基金的投资收益结构中，被动指数型基金所占权重最大；同时，当市场呈现稳牛行情时（例如2014年：上证综指涨幅为52.87%，振幅为59.78%），被动指数型基金表现出很高的交易效率，体现为以相对较低的交易佣金博得相对较高的股票投资收益，效率明显优于均值（70.25/46.25=1.52）。但是，当行情震荡或呈现下行趋势时（例如，2015年上证综指涨幅为9.41%，振幅为71.95%；2016年上证综指涨幅为-12.31%，振幅为25.44%），它在交易效率上的优势明显下滑（2015年与2016年分别为1.17、-2.08）。

在后一点上，被动指数型基金在2015年下半年的表现或许更能说明问题。

指数型基金范文第3篇

近年来随着证券市场不断地发展与完善，越来越多的金融产品不断地涌现出来，指数型分级基金就是其中一颗耀眼的新星。本文阐述了指数型分级基金的发展历程、投资特点和投资风险，结合笔者的投资经历提出相应的投资策略。

关键词：

指数型分级基金;杠杆效益;折价套利

分级基金是在现代的金融工具技术的基础上，对于基金产品的风险收益、运作手段方式进行重新的分解与组合，以改变此基金的风险程度和收益水平，达到最优水平的新型金融产品。2007年7月17日，我国第一只分级基金———国投瑞银瑞福分级基金成功上市交易标志着我国分级基金的诞生。经过9年的发展，目前已有100余只分级基金。随着股票型分级基金的发展，越来越多的基金管理公司将目光从传统的主动管理型的基金转向了围绕经典指数的新型指数型分级基金上来。

一、指数型分级基金投资特点

指数型分级基金具备与股票型分级基金相同的杠杆效应，即将分级基金拆分为高风险类份额和低风险类份额，两者在计价募集方面具有独立性又合并运作，获得的收益中低风险份额享有固定收益，高风险份额享有除低风险份额固定收益外的所有收益。指数型分级基金以追踪某一种指数来决定收益的基金，基金收益同追踪指数相关联，规避了投资者难以把握其高风险份额的净值变化，也避免了复杂的杠杆计算。

二、指数分级基金的交易风险

(一)市场风险。市场风险主要针对高风险份额，当然并不是说低风险份额没有市场风险，而只是低风险份额的市场风险相对于高风险份额的风险数值偏低。当市场出现大幅度波动或系统性风险，低风险份额同样会受到影响甚至出现亏损，届时整个分级基金都将陷入本金和收益双重损失困境。

(二)杠杆风险。高风险份额借用低风险份额所筹集的资金进行杠杆化操作，从而可以获得超额收益。但是杠杆越大，投资者承担的风险也就越大，当投资获得盈利时借用杠杆效益，可以实现本金的翻倍收益;当投资失误发生亏损，投资者就只能用剩余本金翻倍盈利才能实现成本回收，并且随着本金的减少杠杆会继续加大，风险程度会进一步上升，容错率更低。高风险份额的本金来自于低风险份额所募集资金，当低风险份额的本金出现损失时，等于间接减少了高风险份额实现杠杆效应的可用资金，导致风险水平的上升。

(三)套利风险。1、流动性风险。两种份额的基金可以同时在二级市场上进行交易，但是在两种份额在二级市场的流动性不同，可能出现两种基金无法进行比例交易，造成套利交易的失败。2、交易成本风险。两种份额在二级市场上进行交易时需缴纳一定数量的交易手续费及基金申购赎回费，不同金额对应不同手续费。当进行套利活动时，投资者未能按照计划金额进行套利活动，就可能出现由于手续费的变动造成套利成本的增加，对冲由套利行为所获得的收益，甚至出现亏损的情况。3、下折风险。分级基金为方便资产管理，一般会设置下折条款。即对于高风险份额在下跌至某一个水平时，会触发整体下折。我国指数型分级基金下折是在份额净值小于0．25时进行，而下折后为保证份额整体净值的额定，投资者账户也会出现等比例的缩减。大百分比的缩减会给投资者带来巨额的亏损。

三、指数型分级基金的操作策略

指数型分级基金存在不同的操作方式，而不同的操作方式为投资者提供不同的投资策略。在现今的市场上，指数型分级基金主要分成三种操作方式:长期持有、波段操作以及套利交易。

(一)长期持有。通过对指数型分级基金折溢价水平的分析总结，长时间内持有一类份额而卖掉另一类份额。它并不需要过多的操作与关注，只需要对大盘的整体走势进行明确的判断即可进行操作。指数型分级基金根据风险和收益的不同分成不同性质的两类份额:固本保值受益的固定收益份额A和具有杠杆特点的杠杆份额B。两种不同类型的份额具有不同的特性，A类份额具有低风险的特点，但它能够保值升值;B类份额因具有杠杆特性，所以高风险高收益同时存在，波动性较大。

(二)波段操作。对于市场中的投资者而言任何投资都是追求低买高卖，而这种追求收益的方法也就是波段操作。目前最主流的指数型分级基金的投资方式就是不同类别的份额轮番投资、波段操作，这要求投资者具有较高的个人技术知识素质的投资方法。从波段操作的工具性角度来进行观察，指数型分级基金具有客观性，不受其他因素影响的特点，投资者需关注指数的基本走势，操作较为简便。

(三)套利交易。指数型分级基金的套利交易主要是利用价格差获得利益。由于指数型分级基金交易复杂，为了满足投资者投资目的多元化，套利交易分为了6种，即折溢价套利、股指期货对冲风险套利、无风险折溢价套利、结合融资融券套利、结合ETF套利和期现套利。根据不同的套利操作原理，当价格比净值高时，称为溢价套利;而当价格低于净值时，称为折价套利。指数型分级基金作为一种创新型基金类型，自上市以来就受到了广泛关注，而它的多元化投资方式也能够顺应市场上投资者的需求:对于偏好低风险，期待固本保值的投资者而言，可以投资A份额;而投资B份额的投资者，则需要对市场趋势具有一定的把握且擅长短线操作，实现追求高收益的目标。

参考文献：

［1］马君．指数分级基金套利交易的实证研究［D］．对外经济贸易大学，2011

［2］王尚忠．机构投资者对分级基金的套利机制及其效应研究［D］．郑州大学2015

指数型基金范文第4篇

近几年表现较为沉寂的权益类分级基金，在2014年的股票市场牛市中终于焕发出了活力，展现出了强大的赚钱效应。过去几年中，多只分级基金触碰到了下折阀值，引发了向下折算，如：银华中证内地资源指数分级基金、鹏华中证A股资源产业指数分级基金;但在2014年却出现了多起上折案例，如：中欧盛世成长分级基金、富国中证军工指数分级基金、申万菱信申银万国证券行业指数分级基金以及鹏华中证800证券保险指数分级基金，呈现了难得一见的盛景。在2014年之中，净值水平曾一度跌破0.1元阀值的申万进取，也终于翻身，成为当年净值增长最快的B类份额（2014年1月1日之前已成立的同类产品排名），净值涨幅高达281.64%。在2014年中，包含当年成立的新基金，9只分级基金母基金净值水平上涨超过50%，38只B类份额全年净值水平上涨超过50%，由此可见，牛市中选择了杠杆基金这个投资工具，能够进一步放大赚钱效应，当然这也需要适时地正确选择契合市场表现的投资标的。

分级基金也被称为结构型基金，是指在同一投资组合下，通过对基金收益或净资产的分解，形成两级或多级风险收益表现有一定差异性基金份额的基金品种，分级基金各个子基金的净值与份额占比的乘积之和等于母基金的净值。目前我国的分级基金类型主要为融资型，即B类份额持有人根据产品合同在约定时间向A类份额持有人支付约定收益，支付约定收益后的总体投资盈亏均由B份额持有人承担。当母基金的整体净值下跌时，B份额的净值优先下跌;相对应的，当母基金的整体净值上升时，B份额的净值在提供A份额收益后将获得更快的增值，从而满足不同风险收益偏好的投资者。

国内的分级基金发展基本跨越了三个时期：

一、萌芽期

2007年-2009年。2007年7月，国内第一只封闭式基金国投瑞银瑞福分级的设立拉开了国内分级基金的发展大幕。作为国内第一只分级基金，瑞福分级成为国内分级基金发展领域的拓荒者，通过瑞福优先及瑞福进取的设立，第一次创新的将风险收益进行分层，由于其杠杆性的设立及市场早期杠杆产品的稀缺，市场上给予瑞福进取大部分时间处于溢价水平。2009年5月第一只封闭式架构的长盛同庆分级基金成立，封闭期3年，期间母基金不能申购赎回，A、B份额上市交易，并且受益于2009年股票市场的大反弹行情，成功募资超过140亿元。2009年10月国投瑞银瑞和300正式成立，成为第一只指数型分级基金，并且第一次引入了定期折算机制及配对转换机制，新发募资超过32亿。

二、 发展期

2010年-2011年，这两年间共成立18只分级基金，产品类型包括股票型分级、指数型分级、一级债分级和二级债分级，从产品类型及成立只数角度进一步丰富了分级基金市场容量。尤其是宽基指数型分级基金的出现，为投资者提供了非常好的投资工具，这其中如设计较为成功的银华深证100指数分级基金，其成功之处包括：风险收益实现了完全分离;设立阀值到点折算保护了优先份额的本金安全;第一次实质上具有配对转换机制，为投资者带来了套利机会;被动投资于指数，降低了投资者的时间及费用等，截至2014年12月31日，银华深证100指数分级基金资产净值超过110亿元。

三、 成熟期

2012年以来至2014年底，共成立103只分级基金，在产品类型上进一步细化，出现了更多跟踪标的的宽基指数分级基金，行业、主题类分级基金、QDII分级基金，大大丰富了投资者的选择。截至2014年12月31日，存续的分级基金共121只，其中权益类65只（股票型7只、指数型58只）、债券类56只，存续资产净值规模近1750亿元。

由于分级基金具备差异化结构产品特性，从而可以给投资者提供多种投资策略选择，当然，投资者也要根据自身风险收益偏好，以及结合对相应市场的预期，选择适宜的操作策略。总体来看，以指数型分级基金为例，有以下五种投资策略：

四、 长期持有策略

当投资者中长期看好该指数型分级基金，可以选择场外认、申购母基金份额或者在场内按产品比例的设定买入A份额和B份额合并为母基金持有。

五、 投机策略

由于收益分配方式的不同，A、B份额的净值表现会出现较大差异。由此可见，偏好低风险的投资者可单独持有A类份额获取稳定收益，偏好高风险的投资者可以结合对于市场大势及产品相应投资标的走势的预判，单独持有B类份额，从而有机会博取较高的超额收益。

六、 短期套利策略

针对具备“配对转换机制”的分级基金，投资者可在承担相对较低风险的情况下，构建套利组合，进行套利交易。如：当两只分级基金份额出现整体性折价时，可按产品设定的比例买入A类和B类份额，申请合并成母基金份额后选择赎回操作，获取套利收益;当两只分级基金份额出现整体性溢价时，可以通过申购母基金份额并进行“分拆”操作，获取A类、B类份额分别在二级市场进行卖出，获取套利收益。这里所提到的相对较低风险，指的是“配对转换”和“分拆卖出”操作都是由于存在一定时滞效应造成的，合并套利需要T+2的时间、分拆套利需要T+3的时间，在这过程中由于折溢价收窄及交易成本的存在（二级市场交易费用、申购费及赎回费等）及二级市场交易流动性等因素都会引发风险发生。

七、 长期持有+滚动套利策略

如：投资者在中长期看好某一分级基金的时候，可以同时持有该分级基金的母基金份额及A、B类份额，当出现整体溢价的时候，可以卖出A、B类份额，申购母基金份额，获取套利收益：当出现整体折价的时候，可以赎回母基金份额，分别买入A、B类份额，获取套利收益。这样可以有效避免在套利交易中，由于折溢价收窄带来的风险，并可以保证持续持有一定数量的基金份额。

八、利用股指期货套利策略

2010年4月，我国金融期货交易所推出了沪深300股指期货，针对投资标的同为沪深300指数的分级基金，当沪深300股指期货相对于现货出现溢价时，投资者可以在二级市场按照产品约定的比例分别买入A、B类份额，并在期货市场做空沪深300股指期货，直至期货市场溢价接近消失时为止，以此套取期货市场溢价的无风险收益。值得注意的是，就目前二级市场分级基金表现来看，低风险A类份额的交易并不是十分活跃，这会使得投资者在做套利交易的过程中会有较高的冲击成本，因此当存在较大的套利空间时才便于操作。现存多数分级基金具备配对转换的机制，虽然配对转换机制有助于抑制A、B类份额整体的折溢价，但是分级基金进行跨市场套利也存在一定的风险，而利用股指期货能较为有效的规避这种“裸套”风险。由于跨市场转托管需要几个工作日，使分级基金套利存在时间敞口带来的系统性风险，而投资者可以利用股指期货将系统性风险对冲，获取套利收益。当分级基金整体大幅折价时，投资者可以在二级市场按产品约定比例分别买入A、B类份额，同时卖空股指期货，然后将分级基金合并转换为场内母基金份额，在T+2日赎回母基金并且将股指期货平仓;当分级基金整体大幅溢价时，投资者可在场内申购母基金，并且卖空股指期货，根据交易规则在T+2日将母基金份额分拆、T+3日卖出分级份额，并将股指期货进行平仓。

分级基金的结构化设计提升了该产品的市场价值并活跃了市场流动性，已经成为公募基金创新的重要工具。这其中如宽基指数分级基金成为了投资者能够使用的非常好的投资工具，一定程度上也降低了投资的不确定性，增加了投资者成功的胜算。

指数型基金范文第5篇

运用ABAQUS建立激光喷丸有限元模型，模拟研究不同材料的板材在激光冲击后折弯角度的变化，并进行相关实验，将仿真结果与实验结果进行对比。结果表明:金属材料HEL跟材料凹凸变形转换范围有关。

关键词:

激光喷丸成形;ABAQUS;金属材料HEL

激光喷丸成形技术是在激光冲击强化和机械喷丸的基础上提出来的。与激光冲击强化主要是改善零件疲劳寿命和提高抗腐蚀能力不同，激光喷丸成形采用高功率、超短脉冲的激光束代替有质弹丸冲击材料表面，将诱发的等离子体爆炸产生的冲击波作为材料成形的动力来源，使得金属零件发生塑性变形［1－2］。2010年，Edwards等发现:在使用纳秒激光进行薄板喷丸成形后，金属薄板发生了弯曲，这种弯曲呈凹变形。江苏大学张永康等［3－5］最先对激光冲击处理工艺进行研究，随后又在激光喷丸弯曲成形机理、激光诱导冲击波压力模型的建立、约束层对成形特性的影响、冲击波压力的测量和模拟、激光喷丸成形的数值仿真等方面进行了一系列的探讨。胡永祥等［6］对激光喷丸弯曲变形机制进行了试验和理论分析，结果表明:在不同的工艺参数和加工条件下，金属薄板不仅能向靠近激光光束的方向，而且能向远离激光光束的方向弯曲。随着金属薄板厚度的增加或者激光强度的降低，弯曲成形能够从凹变形连续、光滑地转变成凸变形。虽然国内外对激光喷丸成形进行了大量的研究，但是在金属材料HEL与板材凹凸变形方面的研究还不多。本文运用ABAQUS建立1060Al板材和AZ31B板材在相同板厚、相同激光能量下的激光冲击仿真模型，并进行相关实验，分析不同HEL的材料所产生的折弯变形角度。

1板材折弯变形

激光喷丸成形是一个以力效应为主导的成形过程。板料弯曲变形的实质是激光脉冲诱导残余应力使得板料发生变形。因此，在分析激光喷丸板料弯曲变形时，可将激光喷丸引起的残余应力看作外力，将由残余应力产生的弯曲看作是外弯矩，分析在该弯矩下板材的弯曲变形问题。当外力作用于板材时，原为直线的轴线发生变形成为曲线，这种形式的变形又称为板的弯曲变形。而激光喷丸诱使板料产生的弯曲扰度通常小于板材的厚度，所以本文重点分析板的小揉度弯曲。板的小揉度弯曲理论是以基尔霍夫假设为基础，其中基本假设主要包括如下4点［7］:①假设板料是均匀、连续的理想弹性体;②假设板料位移和变形是微小的;③变形前与中面垂直的直线段在变形后始终保持为直线并仍与变形后的中面正交，这就是直法线假设;④假定板材在变形过程忽略垂直于中面的法向应力。这些假设在满足相对工程精度的同时大大简化了求解过程。而且，采用基尔霍夫假设可将板的三维弯曲问题近似简化为抽中面的二维弯曲问题。在进行板料弯曲的分析时可以采用与解决材料力学梁纯弯曲问题相同的方法。板材的激光喷丸成形其实质是在激光脉冲的诱导应力波的作用下，在材料内部形成不均匀的应力分布，使得板料上产生弯矩，在弯矩作用下产生弯曲变形。每一种材料的HEL不同，在材料内部形成的应力分布也不同，进而产生不同的弯曲变形。Schulz在金属薄板的短脉冲激光喷丸成形方面进行了研究，他指出板料是否呈凹变形和呈凸变形是由局部塑性变形决定的。激光喷丸处理中板料既能产生凹变形，也能产生凸变形，这是由不均匀的应力分布导致的，不同的应力分布又是由材料的HEL不同导致的。不同的材料有不同的HEL，因此在相同条件下，材料会产生不同的变形。

2仿真

2．1有限元分析过程运用ABAQUS建立在相同条件下不同材料的仿真模型，运用显示分析ABAQUS/Explicit求解模块，模拟金属板料成形的过程，得到材料的动态响应。然后将求解结果导入ABAQUS/Standard模块进行金属板料的回弹分析。

2．2激光冲击波峰值压力激光喷丸成形动力来源于激光冲击波的压力。首先计算两种材料在相同条件下的冲击波的压力。Fabbro等［8］给出约束模式下激光冲击波传播一维模型，如图1所示。Fabbro等［9］发现，冲击波持续时间可看作为激光脉宽的2～3倍，而洪听也通过仿真分析得出加载时间为脉宽的3倍甚至更多。本实验采用的激光宽度为8ns，在模拟时将压力波加载时间设为20ns。计算出相同激光能量下两种材料受到的激光冲击波压力。两种材料的冲击波分布对比如图2所示。由图2可以看出:在相同条件下，不同材料所产生的激光冲击波压力也不同。

2．3材料的屈服极限及本构模型在高应变率106s－1下，金属板料的机械性能将发生改变。特别是板料的弹性模量和屈服强度都会发生不同的变化。所以，本文根据Ballard建立的激光冲击波加载理论分析模型，定义材料的动态屈服强度。仿真时采用AZ31B和1060Al材料［12］，与实验一致，并且认为材料各向同性，塑性应变服从VonMises屈服准则。模拟中调用ABAQUS中材料本构模型和失效模型，并考虑应变率的影响。

2．4仿真结果与分析对0．5mmAZ31B板材以激光能量0．1，0．2，0．3，0．4J进行仿真模拟，得到板材的折弯变形角度。试样在进行激光喷丸加载和静态平衡分析后的折弯变形结果见图3(放大10倍)。对0．5mm1060Al板材以激光能量0．1，0．2，0．3，0．4J进行仿真模拟，得到板材的折弯变形角度。试样在进行激光喷丸加载和静态平衡分析后的折弯结果见图4(放大10倍)。使用origin将AZ31B与1060Al仿真结果进行对比，结果见图5。由图5可以发现:在相同条件下AZ31B折弯变形凹凸转变机制厚度范围比1060Al要小，整体折弯变形量也小于1060Al。

3实验

实验路线见图6。采用3轴联动工作台用于精确定位试件的喷丸区域。由于采用不同的约束层(空气、水)进行实验，因此在进行水下激光喷丸实验时还需要水箱。聚焦透镜焦距为500mm。激光束经透镜后再经水箱表面方形K9窗口到达试件表面。激光能量选择0．1，0．2，0．3，0．4J。能量使用激光功率能量测试仪(见图7)标定。实验结果在小型工具显微镜(JGX－1型)上进行弯曲角度的测量(见图8)，工具显微镜精度为1’。激光喷丸折弯实验台架见图9。两种材料的折弯变形角度实验结果见表1。将实验得到的两种板材折弯变形角度进行对比后发现:在相同条件下，AZ31B变形角度范围比1060Al小，整体折弯变形量也小。

4结果分析

实验结果和仿真结果表明:材料HEL与材料凹凸变形转换范围有关。为了进一步分析这种关系，在相同条件下对ZK60镁合金和6061－T6铝合金进行有限元模拟。根据模拟结果绘制在0．2J激光能量下凹凸转变厚度与材料HEL的关系曲线，见图10。由图10可见:在一定激光能量下，材料HEL值越大，凹凸变形转变厚度值就越小;随着HEL值的继续增大，凹凸转变厚度趋于平缓。因而影响板材凹凸变形转变机制除了与金属材料厚度和激光能量有关，还与材料的HEL有关。本研究为给定金属材料选用合理工艺参数提供了参考。

参考文献:

［1］王广龙，周建忠，张兴权，等．激光冲击波技术在金属表面改性和成形中的应用［J］．农业机械学报，2005，6(12):48－152．

［2］丁华，李克勤．基于ABAQUS的激光喷丸成形有限元仿真［J］．重庆理工大学学报(自然科学)，2014(11):24－31．

［3］周建忠，张永康，周明，等．激光冲击成形技术的研究［J］．激光技术，2002，26(6):478－480．

［4］周建忠，杜建钧，黄舒，等．金属板料的激光喷丸变形理论［J］．材料研究学报，2009，21(6):622－626．

［5］周建忠，倪敏雄，张永康，等．金属板料激光喷丸成形理论研究与数值模拟［J］．中国激光，2007，34(2):288－294．

［6］胡永祥．激光冲击处理工艺过程数值建模与冲击效应研究［D］．上海:上海交通大学，2008．