铝合金板材激光冲击强化的研究

简介铝合金激光冲击强化的机理和试验装置。7475T761、2024T62板材拉-拉疲劳试验的结果表明，激光冲击强化能提高航空用铝合金板材的抗疲劳断裂性能。     

航空铝合金激光喷丸强化研究

研究激光喷丸的机理及涂层和约束层的应用技术。针对LY2航空铝合金材料，进行试件激光喷丸实验，通过对激光喷丸前后材料性能的测试，分析激光喷丸对提高航空铝合金材料抗疲劳、抗打伤性能的影响，并分析原因。     

航空发动机涡轮叶片热冲击试验

某型航空发动机涡轮叶片在使用过程中发生疲劳断裂故障,为避免故障再次发生,对涡轮叶片的材料和结构进行改进,以提高涡轮叶片的振动疲劳强度和热疲劳强度。对改进前后的涡轮叶片进行热冲击试验,论述了试验原理,介绍了试验过程,并分析了试验结果。试验结果表明,改进后涡轮叶片的平均温度比原涡轮叶片低,叶身温度分布更均匀。进气边是涡轮叶片最易产生热疲劳裂纹的部位,改进后涡轮叶片的热疲劳寿命更长。     

激光冲击强化技术研究与应用现状

综述了激光冲击强化技术的机理和模型,分析了激光冲击强化的技术特点和影响因素,论述了激光冲击强化在生产中的应用,并且探讨激光冲击强化与激光冲击成形、激光喷丸成形之间的区别,展望了激光冲击强化技术的应用前景。     

激光冲击航空发动机叶片强化点位置法线方向的研究

在激光冲击强化过程中,保证激光能量的充分吸收,提高冲击波的峰值压力,以获得高质量的冲击效果.对于平面区域的冲击强化,只需将激光的入射光束与冲击平面垂直即可,但是对于曲面零件的冲击定位却没有得到很好的解决.以航空发动机叶片为例,采用德国GOM公司生产的ATOSII扫描系统获得点云数据,采用有效的点云精简办法对点云进行简化,获得点云的拓扑结构,并进行叶片重构,获得叶片的三维模型.将叶片模型导入三维软件Pro/E中,通过三维软件Pro/E软件中的基准坐标系、基准面、基准轴和基准点的变换,获得冲击点的基准坐标系中的法线方向.利用德国KUKA公司生产的KR5arc型机器人调整叶片位姿,使得激光束的入射光线与冲击点的法线重合,以获得高质量的冲击效果.     

激光冲击强化钛合金材料数值模拟

航空发动机叶片工作环境相对严苛,合理运用表面处理技术,能在不改变叶片材料的前提下,提高叶片的抗外物损伤与疲劳性能。基于ANSYS/LS-DYNA和LS-PREPOST有限元软件开展激光冲击强化钛合金材料的数值仿真研究。通过残余应力分布和表面形貌变化的比较,分析激光冲击强化过程对钛合金材料的影响。结果表明：激光冲击强化处理可使外物损伤模型冲击处发生塑性应变,引入残余应力,达到强化目的。     

激光冲击复合强化机理及在航空发动机涡轮叶片上的应用研究

正激光冲击强化是一种精密加工技术,广泛用于金属材料表面改性,是国际上精密制造与抗疲劳制造研究前沿,其发展与解决航空发动机压气机/风扇叶片高周疲劳断裂问题相关,被美国空军列为四代战机发动机76项关键技术之一。但美国规范和有关专家指出:激光冲击强化不在高温部件应用,这是由于激光冲击形成的残余压应力在热作用下松弛,降低强化效果,美国规范也限制了镍基合金538℃的使用温度。我国高温涡轮叶片疲劳断裂故障突出,是影响航空发动机可靠性的重、难点问题之一,迫切需要强化。为此,针对已有     

航空铝合金激光激波强化工艺

用激光激波强化工艺对LY2航空铝合金进行了表面强化试验研究,测试了强化前后材料的性能.结果表明:经激光激波强化后材料表面残余压应力提高了约100 MPa,强化深度达1.5mm,是普通喷丸强化的2～5倍.     

激光诱导空泡冲击强化动力学特性

为研究激光诱导空泡冲击强化的动力学特性,将激光聚焦于微孔上方和孔内形成空泡,通过不同激光焦点位置、不同激光能量和不同激光频率进行空泡实验,利用高速摄影仪拍摄,观测微孔入口和出口处空泡的脉动特征,对比分析激光空泡的尺寸、速度、压力等变化曲线。研究发现,孔口上方和孔内的激光空泡能将孔内液体迅速推出孔尾,在孔口下方形成环形空泡,激光焦点距离微孔越近、激光能量越大,孔口下方的环形空泡越大,产生的速度和水锤压力也越大。     

曲轴表面激光冲击强化的数值仿真

应用ANSYS有限元分析软件,分析了激光冲击强化对柴油机曲轴过渡圆角处的残余应力分布影响,比较模拟结果与试验值,得到的模拟结果与试验值基本吻合,证明了有限元模拟的方法及模拟前相关参数制定的正确性。通过ANSYS模拟,可优化激光冲击强化的相关参数,使曲轴过渡圆角处产生有利的残余应力场。     

激光喷丸技术及其应用

随着激光技术的发展，高能激光和材料相互作用产生的高幅冲击波技术已得到了广泛研究。激光喷丸技术就是利用强脉冲激光诱导产生的高能冲击波在金属材料表面改性和成形方面的一个应用。介绍了激光喷丸强化和激光喷丸成形的机理、特点和工业应用，并对应用前景作了分析。     

激光冲击强化与喷丸提高不锈钢疲劳性能对比研究

对不锈钢材料1Cr11Ni2W2MoV进行了激光冲击强化和喷丸强化后表面粗糙度和残余应力测试分析,与喷丸相比,激光冲击强化对试件表面形貌和表面粗糙度的影响更小,产生的残余压应力更大。对光滑试件和2种强化后试件的振动疲劳对比试验表明,激光冲击强化能显著提高不锈钢材料振动疲劳寿命,是喷丸的2倍以上。     

激光喷丸强化系统协调控制方法与实现

针对复杂型面工件激光喷丸强化应用中对加工点位精度的要求以及激光脉冲触发时间点需要与工业机器人调姿到位时间点精确匹配,提出激光脉冲与工业机器人协调控制方法。通过脉冲能量检测实现出光快速反馈,并基于EKI接口通讯实现KUKA机器人运动控制及到位反馈,完成激光脉冲与工业机器人点位运动闭环匹配。在此基础上研制激光喷丸强化工艺系统,主要包含激光光源、工业机器人、传输光路、工艺辅助模块以及上位机控制平台。以平面点阵坐标进行协调控制实验及对整体叶盘进行激光喷丸强化实验。结果表明,本系统具备较好的激光脉冲-工业机器人协调控制精度,能自动完成激光喷丸强化工艺流程,具有对复杂型面工件的激光喷丸强化能力。     

高温合金激光冲击强化数值模拟及其疲劳寿命预测

建立了激光冲击强化宏观有限元数值模型和细观参量演化数值模型,提出了激光冲击强化三维多尺度模拟方法,分析了激光冲击强化后Inconel 718高温合金残余应力、位错密度、晶粒尺寸的分布规律;考虑激光冲击强化所致残余应力和晶粒细化对疲劳寿命的影响,对Sines疲劳寿命准则进行修正,并进行了试验验证.结果表明:模拟得到试样表面光斑冲击范围内形成了不小于550 MPa的残余压应力,表层区域存在明显的位错增殖,局部晶粒尺寸可细化25％左右,模拟结果与试验结果基本吻合;采用修正Sines准则预测得到的疲劳寿命在3倍分散带内,说明该模型能够较好地预测激光冲击强化后Inconel 718高温合金的疲劳寿命.     

Dimensional Analysis in Laser Shock Peening of Titanium Alloys with Shape Memory

Russian Engineering Research - The laser shock peening of NiTi alloys with shape memory is investigated by means of dimensional analysis and finite-element simulation. The depth of the plastic zone...     

基于声发射的激光冲击强化表面硬度智能监测

为了实现激光冲击强化过程中材料表面显微硬度的实时评价,提出了一种结合声发射技术和机器学习技术的用于7075铝合金板材表面/次表面硬化率的在线监测方法。首先,通过离线硬度检测构建了表征材料表面硬化的综合指标——亚表面硬化率;其次,利用模态声发射理论实现了基于反对称A₀模态的梅尔倒谱时频图特征提取;然后,构建了融合多个感受野和注意力机制的神经网络质量评估模型;最后,通过激光冲击强化的实测数据对所提出方法的有效性和可行性进行了验证。实验结果表明,提取的时频图特征中具有更丰富的细节信息,相比于传统的神经网络,所提出模型的平均准确率最高达到了97.41%。     

激光熔覆成形技术的研究进展

激光熔覆成形技术是近年来发展起来的一种新型的先进制造技术.该技术将激光熔覆表面强化技术和快速原型制造技术相结合,具有成形零件复杂、结构优化、组织性能优良、加工材料范围广泛、柔性化程度高、能实现梯度功能和无模近终成形等独特优点,可广泛应用于复杂零件的直接制造和修复,具有广阔的应用前景.介绍激光熔覆成形技术的原理、特点和应用,从几种典型激光熔覆成形系统、成形零件组织性能研究、温度场数值模拟、成形过程检测与控制和成形过程残余应力和裂纹产生的原因及对策等方面对激光熔覆成形技术的研究进展进行综述,指出该技术存在的问题,并对其发展方向进行预测和展望.激光熔覆成形技术在硬件系统、工艺研究和熔池检测与控制等方面都取得了可喜的进步,但成形精度和裂纹仍然是该技术领域非常棘手的问题,有待进一步突破.     

微尺度激光冲击成形技术

介绍激光冲击成形的作用机理,论述了激光冲击微成形的方法,分析了影响激光冲击微成形的主要因素,包括尺度效应、约束层和涂层、激光参数等.提出了基于模具的激光冲击微成形方法.