科技论文写作大作业

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1、北京航空航天大学:机械学院激光冲击强化处理质量检测李晨①①北京航空航天大学机械工程及自动化学院,ZY1307229;*E-mail:stevenlee1991@126.com摘要激光冲击强化处理技术是目前提高航空发动机叶片的疲劳寿命的一种新技术。但是，到目前为止，从公开的资料来看，只有美国将这项技术运用于实际。其中影响技术推广的主要原因之一就是没有可靠的准确的实时检测技术。当前国内的检测的方法并不多，主要是靠直观判别。以经验来进行检测，效率很低而且没有精度保证。国内对于航空发动机叶片固有频率的测量主要是通过共振法。由于受到各种影响，实际精度较低。另外还需要逐步改变激振力来寻找共振频率，难以实

2、现在线检测。研究表明，残余压应力也是LSP的一个重要指标。零件内部有残余应力时，零件的固有频率和阻尼会发生变化，即可以采用对其固有频率的测量来实现。由于当前的检测中出现的各种问题，一种实时的检测系统的开发，对于激光冲击强化处理工艺在工业中的应用具有重要意义。关键词冲击强化残余应力发动机叶片实时检测5.1-9,,services,andmakethecitymoreattractive,strengtheningpublictransportinvestment,establishedasthebackboneoftheurbanrailtransitmulti-level,multi-fun

3、ctionalpublictransportsystem,thusprotectingtheregionalpositionandachieve3北京航空航天大学:机械学院半个世纪以前，很多实验表明大量弹丸在压缩空气的推动时，会形成高速弹丸不断喷向零件，因而改变材料的各种机械和物理性能，即喷丸强化。之后随着技术的更新和发展，开始采用激光发生器，发射激光从而诱导并缠身的高幅冲击波来改善金属材料的表面特性，即激光冲击强化处理技术（LSP）。激光冲击强化技术（LSP）是利用强激光束产生的等离子冲击波，作用在工件上，可以提高金属材料的抗疲劳、抗磨损和抗腐蚀等性能的高新技术。它生产出来的工件具有非接触

4、、可控性强等特点。另外加工的过程中需要涂层，涂层主要是用来保护工件不被激光灼伤，而且可以增强工件对激光能量的吸收，目前常用的材料主要有黑漆和铝箔等。约束层的作用除了能约束等离子体的膨胀，还能提高冲击波的峰值压力，又能通过对冲击波的反射延长作用时间，目前常用的约束层为流水，K9玻璃等材料。[1,8,9]激光冲击处理技术LSP(lasershockprocessing)是通过高功率(>10,GW/cm^2)短脉冲(0.1～50.0ns)激光聚焦后与材料表面粘贴的吸收层相互作用，吸收层在极短时间内蒸发、电离，产生高温(>10,000,K)高压(>1,GPa)等离子体，等离子体继续吸收激光能量，并迅

5、速膨胀，产生高压冲击波。冲击波向金属内部传播，其峰值压力大于材料的动态屈服强度时，金属材料表层发生塑性变形，在材料表面产生残余压应力层，甚至改变金属的内部组织。对叶片进行激光冲击强化处理可以提高叶片的疲劳强度，从而延长使用寿命。LSP可以像喷丸技术一样，改善金属材料的强度、硬度、延缓疲劳裂纹产生、增大裂纹扩大以及提高工件的疲劳强度等机械性能。但是有可控性强，残余应力层深，重叠处理等多种优势。[2,10]对LSP质量最直接的检测手段是进行高频疲劳试验HCF(highcyclefatigue)，从而得到叶片经LSP处理后的疲劳寿命，并以此作为质量判断的依据．但是该试验是破坏性的，在实际生产中不可

6、能推广应用。另一方面，HCF也无法实现在线质量检测。因此，对激光冲击强化处理零件的质量进行无损检测技术研究是十分必要的。残余压应力是LSP的一个重要指标。零件内部北京航空航天大学:机械学院有残余应力时，零件的固有频率和阻尼会发生变化，即可以采用对其固有频率的测量来实现。为实现对固有频率的在线实时检测，因此必须研制一种快速性极好的无损检测装置，以支持LSP这一工艺在航空制造领域的推广和应用。1激光强化处理技术1.1激光强化处理的原理及特点(1)激光冲击处理技术的国外发展激光冲击强化技术最初是在美国贝尔实验室提出的。之后在1972年，美国巴特尔学院（BattelleMemorialInstitu

7、te）等人第一次采用高功率的脉冲激光，诱导产生的冲击波来改变7075铝合金的显微结构组织，以提高其机械性能，从此揭开了用激光冲击强化应用研究的序幕。巴特尔学院的实验室曾与美国空军实验室联合，开始研究激光冲击强化对于零件疲劳寿命影响的研究，结果最后表明了LSP加工工艺能够加强零件的疲劳寿命。但是当时由于缺少可靠的、高脉冲频率的大功率激光器而未能用于实际。在上世纪80年代，欧洲、日本、以色列等国家和地区也纷纷开展