航空发动机风扇/压气机叶片激光冲击强化技术的发展与应用

激光冲击强化(Laser Shock Peening,LSP)技术是利用强脉冲激光产生的冲击波,从部件表面引入残余压应力的一种革新且最热门的表面强化技术.该技术在部件表面形成的残余压应力深度比常规喷丸强化处理的深5～10倍,具有提高抗疲劳强度、延长疲劳寿命、抑制裂纹的形成与扩展、提高抗微动疲劳/抗磨损/抗应力腐蚀断裂特性等特点.经过多年的开发与研究,美国于1997年将激光冲击强化技术成功应用于航空发动机风扇/压气机叶片,大幅度地提高了其抗外物损伤能力和高循环疲劳性能,并且于1998年被美国研发杂志评为全美100项最重要的先进技术之一,被美国军方认定为第4代战斗机发动机的80项关键技术之一.

激光冲击强化技术在航空发动机叶片上的应用研究

激光冲击强化技术是一种新兴的表面强化技术,可以提高叶片的抗疲劳使用寿命。本文简要介绍了激光冲击强化技术的原理,并以实验为例介绍了该技术在发动机叶片上的应用,同时介绍了该项技术在国内的工业应用状况和存在的问题。

激光冲击强化技术中自由约束层理论厚度的研究

针对激光冲击强化应用技术中的自由约束层厚度的问题 ,分析了涂层气化、爆炸形成的向金属层内部和自由约束层内部传播的高强度压力、自由约束层与涂层之间的粘着力和约束层本身性能之间的关系。推导了自由约束层的最佳理论厚度———既能获得最佳冲击强化效果 。

激光冲击强化技术对城轨铝合金车体的性能影响

激光冲击强化技术通过对金属表面进行细晶强化而达到提升性能的目的。本文通过分析6061-T651铝合金的化学成分、力学性能和激光强化后相应性能作对比,对铝合金在轨道车辆车体中的设计应用提供了参考。

激光技术在飞机结构损伤修理中的应用

激光加工技术在很大程度上适应了现代飞机抢修中对钛合金切割、钛合金焊接、复合材料切割的广泛需要。只要调整激光的功率密度和光斑移动速度就可以实现多种加工目的,是传统加工工艺所无法比拟的。它可以成为弥补传统抢修技术缺陷的首选先进抢修技术,也是大有发展前景的抢修技术。

轮齿激光冲击诱导残余应力的数值模拟

采用波长为1064 nm,脉冲宽度为23 ns,光斑半径为5 mm,单次脉冲能量为40 J的激光对渐开线直齿圆柱轮齿齿面进行了激光冲击强化处理,并借助ANSYS/LS-DYNA软件模拟了残余应力场的形成过程;随后运用有限元方法研究了激光脉冲参数对轮齿根部残余应力的影响。结果表明,激光冲击强化后,在轮齿表面及深度方向上通过数值模拟获得的残余应力与实验测量值得到了较好的吻合;对轮齿齿根进行激光冲击强化时,选用脉宽为25 ns、高斯波形的激光加载能够获得较理想的残余应力分布;同时激光冲击强化对圆角半径较小的齿根效果更明显。