激光冲击强化技术

激光冲击强化技术
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作者:
2021-02
版次: 1
ISBN: 9787118121292
定价: 142.00
装帧: 其他
开本: 16开
纸张: 胶版纸
分类: 工程技术
  •   《激光冲击强化技术》的内容主要涉及激光冲击强化技术的原理和应用,包括激光冲击强化技术的概念与内涵、发展历史、发展现状与展望,物理模型和数值模拟方法,典型材料和结构的激光冲击强化工艺,质量控制技术和强化后的测试分析技术等。

      《激光冲击强化技术》立足于作者在激光冲击强化改善金属零部件疲劳性能等的一系列研究成果,其创新之处在于给出了已用于生产实际的激光冲击强化用激光器方案,设备方案和工艺细节,详细介绍了自主研制用于整体叶盘激光冲击强化的设备和技术,提出了工艺稳定性控制技术、质量控制技术和测试分析技术等新方法和相关技术。 第1章 激光冲击强化的特点与发展现状

    1.1 激光冲击强化的概念和内涵

    1.2 激光冲击强化的特点

    1.3 早期的激光冲击强化试验I生研究

    1.3.1 激光冲击强化5个发展阶段

    1.3.2 激光冲击强化国内研究发展概况

    1.4 激光冲击强化的工业应用发展

    1.4.1 航空发动机上的应用

    1.4.2 飞机结构上的应用

    1.4.3 焊缝结构上的应用

    1.5 激光冲击强化的新应用方向

    第2章 激光冲击强化工业应用系统

    2.1 国内外激光器

    2.1.1 中国科学技术大学和江苏大学合作研制的激光器

    2.1.2 THALES公司Gaia高能量等泵浦YAG激光器

    2.1.3 镭宝公司两路激光输出的激光器方案

    2.1.4 LSPT公司研发的激光器

    2.1.5 Hamamatsu Photonics K.K.公司研制的激光器

    2.2 中国航空制造技术研究院激光器设计方案

    2.2.1 本振激光器的设计方案

    2.2.2 激光放大器设计方案

    2.2.3 方案分析

    2.2.4 基于IGBT逆变技术的电源

    2.3 强化系统的工作台设计

    2.4 MIC公司研发的光束移动扫描系统

    第3章 激光冲击强化工艺稳定性因素及安全防护

    3.1 工艺稳定性因素

    3.1.1 光斑可调和光路连续

    3.1.2 约束层的平整

    3.1.3 吸收层的完整

    3.1.4 靶材的质量

    3.2 约束层的应用研究

    3.2.1 水约束层介绍和应用

    3.2.2 水中激光吸收率及约束层厚度选择

    3.2.3 水约束层对冲击波的影响

    3.2.4 寄生等离子体

    3.2.5 光路净化

    3.3 损伤胶带和吸收层状态

    3.3.1 无吸收层状态

    3.3.2 轻微破损吸收层

    3.3.3 无破损吸收层

    3.4 靶材的作用机理

    3.5 强化效果改善和安全防护

    3.5.1 防层裂技术的应用研究

    3.5.2 增强强化效应方法

    3.5.3 光反射和爆炸性破碎的安全防护

    第4章 激光冲击强化的力学效应数值分析

    4.1 物理模型

    4.1.1 Fabbro物理模型

    4.1.2 修正物理模型

    4.2 数值分析步骤

    4.2.1 有限元分析方法

    4.2.2 数值模型参数设置

    4.3 圆形光斑数值分析

    4.3.1 有限元模型

    4.3.2 冲击波加载过程的动态应力应变分析

    4.3.3 激光冲击区残余应力场及表面塑性变形研究

    4.3.4 激光冲击区残余应力场验证

    4.3.5 单光斑冲击区表面轮廓与残余应力的关系

    4.3.6 搭接光斑残余应力场

    4.4 方形光斑数值分析

    4.4.1 有限元模型

    4.4.2 冲击波加载

    4.4.3 不同工艺参数下残余应力分布

    第5章 激光冲击强化金属材料的强化效果评估

    5.1 圆形光斑与方形光斑

    5.1.1 圆形光斑的搭接形式

    5.1.2 方形光斑表面轮廓

    5.1.3 光斑搭接路径规划

    5.2 高温合金的力学性能

    5.2.1 国外研究现状

    5.2.2 热循环对高温合金GH2036残余应力的影响

    5.2.3 高温合金GH30的疲劳寿命

    5.2.4 高温合金GH30的疲劳裂纹扩展速率

    5.3 不锈钢的力学性能

    5.3.1 1Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢疲劳寿命

    5.3.2 1CrllNi2W2MoV马氏体不锈钢疲劳寿命

    5.3.3 Almen试片(sE707不锈钢)塑性变形

    5.4 钛合金的力学性能

    5.4.1 TC4钛合金的力学性能

    5.4.2 TC17钛合金的力学性能

    5.4.3 TC21钛合金的力学性能

    5.4.4 TAl9钛合金的力学性能

    5.5 铝合金的力学性能

    5.5.1 1420铝锂合金的疲劳寿命

    5.5.2 7050铝合金紧固孔的疲劳寿命

    5.5.3 2024-T62铝合金薄板铆接结构的疲劳寿命

    5.5.4 2024铝合金的疲劳裂纹扩展速率

    第6章 激光冲击强化航空结构件的强化工艺及效果评估

    6.1 激光冲击强化在飞机结构上的应用

    6.2 发动机叶片对强化工艺的要求

    6.3 叶片的层裂特性及防层裂方法

    6.3.1 薄样品背面的层裂强度和层裂特性

    6.3.2 中厚样品次背面的层裂阈值和层裂特性

    6.3.3 叶片的防层裂方法

    6.3.4 防层裂过程及在结构件上的应用

    6.4 叶片的强化效果评估

    6.4.1 叶缘抗FOD疲劳性能评估

    6.4.2 叶缘抗弯曲变形性能

    6.4.3 叶片抗振动疲劳性能

    6.5 整体叶盘的激光冲击强化

    6.5.1 大倾角激光冲击强化

    6.5.2 激光倾斜入射能量补偿方法

    6.6 大面积激光冲击强化壁板的塑性成形

    6.6.1 薄壁板的弯曲变形方式

    6.6.2 中厚壁板的凸弯曲变形工艺参数上限值

    6.6.3 中厚壁板的凸弯曲变形规律及力学性能

    第7章 激光冲击强化结构件的质量控制技术

    7.1 激光冲击强化质量检测技术国内外研究现状

    7.2 激光冲击强化发动机叶片的固有频率测试

    7.2.1 测试系统

    7.2.2 叶片固有频率和残余应力变化

    7.2.3 叶片激光冲击次数与固有频率的关系

    7.3 声波信号和等离子体羽表征激光冲击强化效果

    第8章 激光冲击强化焊缝结构件的强化工艺及效果评估

    8.1 激光冲击强化焊件的国内外研究现状

    8.2 GH30氩弧焊焊件的抗拉强度和疲劳寿命

    8.2.1 显微硬度和残余应力

    8.2.2 抗拉强度和疲劳寿命

    8.2.3 疲劳断口分析

    8.3 1Cr18Ni9Ti等离子焊焊件的抗拉强度和疲劳寿命

    8.3.1 显微硬度和残余应力

    8.3.2 抗拉强度和疲劳寿命

    8.3.3 疲劳断口分析

    8.4 多次激光冲击TC4钛合金TIG焊件的力学性能和疲劳寿命

    8.4.1 显微硬度和微观组织

    8.4.2 拉伸性能和疲劳寿命

    8.4.3 疲劳断口分析

    8.5 双面不同顺序激光冲击TC4钛合金激光焊薄板的力学性能和疲劳寿命

    8.5.1 显微硬度和残余应力

    8.5.2 中值疲劳寿命比较

    8.5.3 疲劳断口分析

    8.6 TA15电子束焊件的力学性能和腐蚀性能

    8.6.1 显微硬度

    8.6.2 腐蚀性能

    8.6.3 拉伸性能

    8.6.4 拉伸断口分析

    参考文献
  • 内容简介:
      《激光冲击强化技术》的内容主要涉及激光冲击强化技术的原理和应用,包括激光冲击强化技术的概念与内涵、发展历史、发展现状与展望,物理模型和数值模拟方法,典型材料和结构的激光冲击强化工艺,质量控制技术和强化后的测试分析技术等。

      《激光冲击强化技术》立足于作者在激光冲击强化改善金属零部件疲劳性能等的一系列研究成果,其创新之处在于给出了已用于生产实际的激光冲击强化用激光器方案,设备方案和工艺细节,详细介绍了自主研制用于整体叶盘激光冲击强化的设备和技术,提出了工艺稳定性控制技术、质量控制技术和测试分析技术等新方法和相关技术。
  • 目录:
    第1章 激光冲击强化的特点与发展现状

    1.1 激光冲击强化的概念和内涵

    1.2 激光冲击强化的特点

    1.3 早期的激光冲击强化试验I生研究

    1.3.1 激光冲击强化5个发展阶段

    1.3.2 激光冲击强化国内研究发展概况

    1.4 激光冲击强化的工业应用发展

    1.4.1 航空发动机上的应用

    1.4.2 飞机结构上的应用

    1.4.3 焊缝结构上的应用

    1.5 激光冲击强化的新应用方向

    第2章 激光冲击强化工业应用系统

    2.1 国内外激光器

    2.1.1 中国科学技术大学和江苏大学合作研制的激光器

    2.1.2 THALES公司Gaia高能量等泵浦YAG激光器

    2.1.3 镭宝公司两路激光输出的激光器方案

    2.1.4 LSPT公司研发的激光器

    2.1.5 Hamamatsu Photonics K.K.公司研制的激光器

    2.2 中国航空制造技术研究院激光器设计方案

    2.2.1 本振激光器的设计方案

    2.2.2 激光放大器设计方案

    2.2.3 方案分析

    2.2.4 基于IGBT逆变技术的电源

    2.3 强化系统的工作台设计

    2.4 MIC公司研发的光束移动扫描系统

    第3章 激光冲击强化工艺稳定性因素及安全防护

    3.1 工艺稳定性因素

    3.1.1 光斑可调和光路连续

    3.1.2 约束层的平整

    3.1.3 吸收层的完整

    3.1.4 靶材的质量

    3.2 约束层的应用研究

    3.2.1 水约束层介绍和应用

    3.2.2 水中激光吸收率及约束层厚度选择

    3.2.3 水约束层对冲击波的影响

    3.2.4 寄生等离子体

    3.2.5 光路净化

    3.3 损伤胶带和吸收层状态

    3.3.1 无吸收层状态

    3.3.2 轻微破损吸收层

    3.3.3 无破损吸收层

    3.4 靶材的作用机理

    3.5 强化效果改善和安全防护

    3.5.1 防层裂技术的应用研究

    3.5.2 增强强化效应方法

    3.5.3 光反射和爆炸性破碎的安全防护

    第4章 激光冲击强化的力学效应数值分析

    4.1 物理模型

    4.1.1 Fabbro物理模型

    4.1.2 修正物理模型

    4.2 数值分析步骤

    4.2.1 有限元分析方法

    4.2.2 数值模型参数设置

    4.3 圆形光斑数值分析

    4.3.1 有限元模型

    4.3.2 冲击波加载过程的动态应力应变分析

    4.3.3 激光冲击区残余应力场及表面塑性变形研究

    4.3.4 激光冲击区残余应力场验证

    4.3.5 单光斑冲击区表面轮廓与残余应力的关系

    4.3.6 搭接光斑残余应力场

    4.4 方形光斑数值分析

    4.4.1 有限元模型

    4.4.2 冲击波加载

    4.4.3 不同工艺参数下残余应力分布

    第5章 激光冲击强化金属材料的强化效果评估

    5.1 圆形光斑与方形光斑

    5.1.1 圆形光斑的搭接形式

    5.1.2 方形光斑表面轮廓

    5.1.3 光斑搭接路径规划

    5.2 高温合金的力学性能

    5.2.1 国外研究现状

    5.2.2 热循环对高温合金GH2036残余应力的影响

    5.2.3 高温合金GH30的疲劳寿命

    5.2.4 高温合金GH30的疲劳裂纹扩展速率

    5.3 不锈钢的力学性能

    5.3.1 1Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢疲劳寿命

    5.3.2 1CrllNi2W2MoV马氏体不锈钢疲劳寿命

    5.3.3 Almen试片(sE707不锈钢)塑性变形

    5.4 钛合金的力学性能

    5.4.1 TC4钛合金的力学性能

    5.4.2 TC17钛合金的力学性能

    5.4.3 TC21钛合金的力学性能

    5.4.4 TAl9钛合金的力学性能

    5.5 铝合金的力学性能

    5.5.1 1420铝锂合金的疲劳寿命

    5.5.2 7050铝合金紧固孔的疲劳寿命

    5.5.3 2024-T62铝合金薄板铆接结构的疲劳寿命

    5.5.4 2024铝合金的疲劳裂纹扩展速率

    第6章 激光冲击强化航空结构件的强化工艺及效果评估

    6.1 激光冲击强化在飞机结构上的应用

    6.2 发动机叶片对强化工艺的要求

    6.3 叶片的层裂特性及防层裂方法

    6.3.1 薄样品背面的层裂强度和层裂特性

    6.3.2 中厚样品次背面的层裂阈值和层裂特性

    6.3.3 叶片的防层裂方法

    6.3.4 防层裂过程及在结构件上的应用

    6.4 叶片的强化效果评估

    6.4.1 叶缘抗FOD疲劳性能评估

    6.4.2 叶缘抗弯曲变形性能

    6.4.3 叶片抗振动疲劳性能

    6.5 整体叶盘的激光冲击强化

    6.5.1 大倾角激光冲击强化

    6.5.2 激光倾斜入射能量补偿方法

    6.6 大面积激光冲击强化壁板的塑性成形

    6.6.1 薄壁板的弯曲变形方式

    6.6.2 中厚壁板的凸弯曲变形工艺参数上限值

    6.6.3 中厚壁板的凸弯曲变形规律及力学性能

    第7章 激光冲击强化结构件的质量控制技术

    7.1 激光冲击强化质量检测技术国内外研究现状

    7.2 激光冲击强化发动机叶片的固有频率测试

    7.2.1 测试系统

    7.2.2 叶片固有频率和残余应力变化

    7.2.3 叶片激光冲击次数与固有频率的关系

    7.3 声波信号和等离子体羽表征激光冲击强化效果

    第8章 激光冲击强化焊缝结构件的强化工艺及效果评估

    8.1 激光冲击强化焊件的国内外研究现状

    8.2 GH30氩弧焊焊件的抗拉强度和疲劳寿命

    8.2.1 显微硬度和残余应力

    8.2.2 抗拉强度和疲劳寿命

    8.2.3 疲劳断口分析

    8.3 1Cr18Ni9Ti等离子焊焊件的抗拉强度和疲劳寿命

    8.3.1 显微硬度和残余应力

    8.3.2 抗拉强度和疲劳寿命

    8.3.3 疲劳断口分析

    8.4 多次激光冲击TC4钛合金TIG焊件的力学性能和疲劳寿命

    8.4.1 显微硬度和微观组织

    8.4.2 拉伸性能和疲劳寿命

    8.4.3 疲劳断口分析

    8.5 双面不同顺序激光冲击TC4钛合金激光焊薄板的力学性能和疲劳寿命

    8.5.1 显微硬度和残余应力

    8.5.2 中值疲劳寿命比较

    8.5.3 疲劳断口分析

    8.6 TA15电子束焊件的力学性能和腐蚀性能

    8.6.1 显微硬度

    8.6.2 腐蚀性能

    8.6.3 拉伸性能

    8.6.4 拉伸断口分析

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