变参数激光冲击TC17钛合金疲劳裂纹扩展特性

研究采用两种不同变能量参数激光冲击TC17钛合金,通过疲劳试验分析变能量参数激光冲击对其疲劳裂纹扩展寿命和扩展速率的影响规律,通过X射线残余应力测试仪分析激光冲击后试件表面残余应力分布状态。结果表明:相比于未强化试件,在高数值残余压应力作用下的强化后试件疲劳寿命分别提高了2.14倍和1.74倍,稳定扩展初期疲劳裂纹扩展速率分别降低了21%和16%;在裂纹稳定扩展前期区域,LP-1试件扩展速率发生明显减小的现象,C′值最大,m值为最小,减为负数;LP-2试件C′值增大,m值减小。残余应力场分布是疲劳裂纹扩展的主要影响因素,两种强化方案对TC17钛合金疲劳裂纹扩展均产生抑制作用,激光能量越大,产生残余压应力值越大,激光冲击对裂纹扩展前期区域的强化作用大于对裂纹扩展中后期区域的强化作用。     

实验研究脉冲强激光在钛合金靶中诱导的冲击波

利用PVDF压电膜传感器实时测量了高功率脉冲激光辐照在钛合金靶材中诱导的激光冲击波压强,通过对不同厚度靶材的背面的冲击波压强的测量获得了激光冲击波在钛合金中的衰减规律。     

微激光冲击提高TC17钛合金高周疲劳性能研究

针对钛合金薄构件激光冲击强化过程中由于在叶背部分冲击波反射与耦合降低残余压应力的问题,提出采用微激光冲击强化（μLSP）的方法对TC17钛合金进行强化,利用高周疲劳实验验证其改善效果,从残余应力和疲劳断口形貌观察两个方面讨论分析疲劳性能改善的原因。实验结果表明:与未处理试件相比,微激光冲击强化试件疲劳强度提高了32%。微激光冲击在钛合金试件表层诱导产生一定数值,深度为100 μm厚的残余压应力层;在残余压应力的作用下,疲劳裂纹源内移,同时在其疲劳断口扩展区中有疲劳条带和二次裂纹,这是微激光冲击后TC17钛合金试件疲劳性能改善的主要原因。     

激光冲击强化对TC17钛合金高周疲劳性能的影响

为了研究激光冲击强化对TC17钛合金高周疲劳性能的影响,对TC17钛合金进行激光冲击强化处理,并对处理前后的试样进行了高频疲劳试验,对疲劳断口和形貌用扫描电镜和透射电镜进行了观察。7J能量激光冲击2次后,材料在300MPa下的疲劳寿命相比未处理的材料提高了近2倍;相比于母材试样,强化试样的裂纹源位于次表层深处,扩展区的疲劳条带排列更加紧密。结果表明,激光冲击强化后,试样表面强化区域产生高密度位错和位错缠结。这些缺陷能有效地阻止疲劳裂纹的萌生和扩展,进而改善TC17钛合金的高周疲劳性能。     

纳秒脉冲激光清洗扫描速度对TC4钛合金表面氧化膜清洗质量的影响

采用纳秒脉冲激光器对TC4钛合金表面的氧化膜及油污进行激光清洗,研究了扫描速度对清洗后试样表面形貌、成分、元素含量及价态的影响规律,并分析了扫描速度对表面粗糙度、硬度和耐腐蚀性能的影响。结果表明：当扫描速度为500 mm/s时,激光对基体的损伤大且会发生热氧化,表面形成TiO,O含量较高。随着扫描速度由3000 mm/s增加至10000 mm/s,表面逐渐变得光滑平整,O含量先降低后升高,Ti含量则先升高后降低。当扫描速度为9000 mm/s时,表面Ti含量(质量分数)达到最大值84.24%,O含量(质量分数)降至最小值4.54%,且粗糙度(R_a)最低约为0.907μm,清洗效果最佳。扫描速度的增加使清洗后表面的粗糙度先升高后降低。此外,激光清洗可使TC4钛合金表面的硬度和耐腐蚀性能有所提高。     

纳米压痕下烧结纳米银本构行为的应变率转化

<正>先进电子封装生产及可靠应用的重要基础是系统而准确地描述封装材料的本构特性。对于下一代半导体元器件,高温和大功率的要求将会极大地考验贴装材料的导热性能和机械性能。烧结纳米银因在高温环境下具有良好的性能、绝佳的热导率和导电率,被认为是很有前景的贴装材料。烧结纳米银材料与应变率相关的力学性能显著影响着电子封装结构在使用时的热机械行为。已有的成果研究了各种类型试件的剪切性能,如贴装、单层搭接和引线键合试件。     

基于响应面法和遗传神经网络模型的高沉积率激光熔覆参数优化

在大功率激光熔覆成形中,熔覆层的沉积率是决定成形效率及质量等的重要因素。采用Box-Behnken(BBD)及正交法进行了激光熔覆单道沉积实验设计,研究了激光功率、送粉速率、扫描速度和离焦量对沉积率的关系。分别建立了响应面法(RSM)模型和经遗传算法优化的神经网络(GA-BP)模型,同时预测并优化了沉积工艺参数。经遗传神经网络模型优化后的工艺参数得到的最大沉积率为61.74 g/min,高于响应面法优化得到的53.55 g/min。结果表明:遗传神经网络模型的预测、泛化及优化能力要优于响应面法模型,使用遗传算法优化后的神经网络模型可为实现高沉积率激光熔覆成形提供更有效的预估方法。