高能激光辐照诱导声波频率特性的实验研究

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作者 秦海永 张永康 +1 位作者 袁蓓 尤建 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期105-108,共4页

为了研究高能激光辐照诱导声波的频率特性以及实验条件对其的影响,采用宽频声传感器接收实验过程中产生的声波,并导入MATLAB中处理,得到其功率谱密度图。激光冲击实验采用铝箔吸收层、水以及不同约束状态下的K9玻璃约束层,对实验中产生... 为了研究高能激光辐照诱导声波的频率特性以及实验条件对其的影响,采用宽频声传感器接收实验过程中产生的声波,并导入MATLAB中处理,得到其功率谱密度图。激光冲击实验采用铝箔吸收层、水以及不同约束状态下的K9玻璃约束层,对实验中产生声波的功率谱密度图做了详细分析,取得了图中最大峰值频率的分布数据。结果表明,不同约束层以及约束层的不同约束状态都会对声波功率谱密度最大峰值频率的分布有较大影响,而激光能量密度对其影响很小,同时该实验结果对激光冲击强化实现在线检测有重要指导意义。 展开更多

关键词 激光技术 激光冲击强化 声波 功率谱密度

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激光参数对Ti6Al4V钛合金激光冲击成形的影响 被引量：13

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作者 任旭东 张永康 +2 位作者 周建忠 张兴权 鲁金忠 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1850-1854,共5页

研究在Ti6Al4V合金激光冲击成形过程中,不同激光参数对板料弯曲角及表层硬度的影响。结果表明:当激光功率密度小于3GW/cm2时,弯曲角随着激光功率密度线性增加,激光功率密度超过3GW/cm2时,由于表面熔化现象的出现,弯曲角出现减小的趋势;... 研究在Ti6Al4V合金激光冲击成形过程中,不同激光参数对板料弯曲角及表层硬度的影响。结果表明:当激光功率密度小于3GW/cm2时,弯曲角随着激光功率密度线性增加,激光功率密度超过3GW/cm2时,由于表面熔化现象的出现,弯曲角出现减小的趋势;板料弯曲角随冲击次数的增加也呈线性增长,但弯曲阻力的增加使得弯曲角的增长速度逐渐减慢;随着激光功率密度的增加,材料表面冲击区的硬度增高,表面硬化层的显微硬度最高达HV490,硬化层厚度约为1.0mm。 展开更多

关键词 TI6AL4V钛合金 激光冲击成形 工艺参数

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QT700球墨铸铁曲轴的激光冲击强化试验 被引量：5

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作者 任旭东 张永康 +2 位作者 周建忠 孔德军 张新权 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2007年第4期289-292,共4页

选用不同涂层对QT700曲轴激光冲击处理,研究激光冲击强化条件下,QT700曲轴的硬度和表面残余应力等力学性能的变化.发现在激光冲击过程中,黑漆涂层、铝箔涂层和硅酸乙脂涂层均能有效提高冲击试样的表面硬度和表面应力.经过激光连续冲击后... 选用不同涂层对QT700曲轴激光冲击处理,研究激光冲击强化条件下,QT700曲轴的硬度和表面残余应力等力学性能的变化.发现在激光冲击过程中,黑漆涂层、铝箔涂层和硅酸乙脂涂层均能有效提高冲击试样的表面硬度和表面应力.经过激光连续冲击后,在曲轴试件表面能形成1.0 mm厚的硬化层,其表面硬度最大能达到590 HV.激光脉冲功率从2.8 GW/cm2提高到3.6GW/cm2时,轴颈表面残余压应力相应由326 MPa提高到495 MPa,两次冲击后提高幅值更大. 展开更多

关键词 QT700曲轴 激光冲击 残余应力 表面硬度 涂层

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激光冲击工艺对钛合金疲劳寿命的影响 被引量：7

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作者 任旭东 张永康 +2 位作者 周建忠 顾永玉 张新权 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1486-1489,共4页

研究激光加工工艺对Ti6Al4V航空钛合金叶片表面粗糙度和残余应力的影响,并分析影响表面质量的激光加工工艺参数;探讨表面粗糙度和表面残余应力对叶片疲劳寿命的影响。结果表明,采用激光冲击航空叶片,叶片表面残余压应力大大增强,从而使... 研究激光加工工艺对Ti6Al4V航空钛合金叶片表面粗糙度和残余应力的影响,并分析影响表面质量的激光加工工艺参数;探讨表面粗糙度和表面残余应力对叶片疲劳寿命的影响。结果表明,采用激光冲击航空叶片,叶片表面残余压应力大大增强,从而使得其抗疲劳破坏能力增强,而表面粗糙度减小;在激光脉冲功率允许的范围内,选择合适的冲击参数能有效降低叶片表面粗糙度,而表面残余压应力对疲劳寿命的影响起主导作用。 展开更多

关键词 激光冲击 残余应力 表面粗糙度 疲劳寿命

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激光处理对Ti6Al4V焊缝表面应力状况的影响 被引量：9

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作者 鲁金忠 张永康 +1 位作者 钱小明 任旭东 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期869-872,共4页

激光冲击强化是利用高功率密度（GW/cm2）、短脉冲（ns量级）激光束辐射金属时产生高强度冲击波在金属材料或零件表层形成数百兆帕的残余应力,从而改善金属材料性能的一项新技术.利用Nd：glass重复率激光和机械喷丸分别对Ti6Al4V钛合金... 激光冲击强化是利用高功率密度（GW/cm2）、短脉冲（ns量级）激光束辐射金属时产生高强度冲击波在金属材料或零件表层形成数百兆帕的残余应力,从而改善金属材料性能的一项新技术.利用Nd：glass重复率激光和机械喷丸分别对Ti6Al4V钛合金电子束焊缝进行了冲击强化处理,研究了激光冲击处理和激光冲击＋机械喷丸两种不同处理工艺对电子束焊缝残余应力的影响.试验结果表明,两种处理方式都明显改善Ti6Al4V钛合金电子束焊缝的残余压应力,尤其激光冲击＋机械喷丸工艺表面残余应力改变明显,而且在次表面层残余应力随着深度的增加而增大,最大残余应力出现在距表面20～30 μm左右. 展开更多

关键词 激光冲击强化 机械喷丸 残余应力 Ti6Al4V电子束焊缝

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激光烧结石墨烯钛纳米复合材料及其耐腐蚀性能 被引量：11

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作者 胡增荣 童国权 +3 位作者 张超 陈长军 张敏 郭华锋 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期127-132,共6页

石墨烯增强钛基纳米复合材料,因其良好的力学性能有望成为轻质高强结构材料。为了研究其硬度和耐腐蚀性能,在AISI 4140合金结构钢的基板上采用激光烧结的方法制备了石墨烯钛纳米复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计... 石墨烯增强钛基纳米复合材料,因其良好的力学性能有望成为轻质高强结构材料。为了研究其硬度和耐腐蚀性能,在AISI 4140合金结构钢的基板上采用激光烧结的方法制备了石墨烯钛纳米复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、拉曼光谱仪等研究了其微观结构、相组成和显微硬度等,并采用电化学极化法研究了激光烧结石墨烯钛纳米复合材料和纯钛在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:激光烧结后石墨烯存在并均匀分散于钛基纳米复合材料中,石墨烯的添加使得钛基纳米复合材料的显微硬度达到了450HV0.2,与激光烧结纯钛(180HV0.2)相比提高了1.5倍。石墨烯钛纳米复合材料的腐蚀电位比激光烧结纯钛的腐蚀电位有明显提高,从-0.64 V提高到-0.59V;同时,腐蚀电流从1.6×10-7 A/cm2降低到7×10-8 A/cm2,说明其耐腐蚀性能优于激光烧结纯钛。 展开更多

关键词 激光烧结 纳米复合材料 石墨烯 钛 耐腐蚀性

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激光驱动飞片加载金属箔板成形及数值模拟 被引量：7

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作者 王霄 杨昆 +3 位作者 刘会霞 王匀 李保春 沈宗宝 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期25-30,共6页

探讨了一种利用激光驱动飞片微塑性成形的新技术,介绍了激光驱动飞片代替激光冲击加载的原理和特点,设计并完成激光驱动飞片加载铝箔成形的实验,在体视显微镜下观察发现成形铝箔的表面质量优异,利用形貌仪测量发现成形深度与激光光斑能... 探讨了一种利用激光驱动飞片微塑性成形的新技术,介绍了激光驱动飞片代替激光冲击加载的原理和特点,设计并完成激光驱动飞片加载铝箔成形的实验,在体视显微镜下观察发现成形铝箔的表面质量优异,利用形貌仪测量发现成形深度与激光光斑能量分布一致,通过实验得到了激光能量与成形深度的关系。采用适合高压高应变率的Johnson-Cook模型,利用LS-DYNA软件模拟了激光驱动飞片加载铝箔微成形,模拟结果能够比较好地解释试验现象,证实了数值模型的合理。 展开更多

关键词 微成形 激光驱动飞片 数值模拟 金属箔板

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ZnO纳米晶体的同轴送氧激光制备及其特性 被引量：4

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作者 鲁金忠 张永康 +3 位作者 周骏 孔德军 任旭东 葛涛 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2006年第5期379-382,共4页

利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及X射线能谱仪等试验方法对同轴送氧CO2连续激光制备的ZnO纳米晶体的形貌、组成成分以及相结构进行了分析.研究结果表明:同轴送氧激光辐射能够制备梅花状纳米晶体、四足晶体、纳米盘、纳米线等... 利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及X射线能谱仪等试验方法对同轴送氧CO2连续激光制备的ZnO纳米晶体的形貌、组成成分以及相结构进行了分析.研究结果表明:同轴送氧激光辐射能够制备梅花状纳米晶体、四足晶体、纳米盘、纳米线等不同的纳米晶体;在不同的激光参数作用下,能够产生纯度很高的结构和性质相同的ZnO纳米晶体;并且ZnO纳米线阵列沿着金属锌板厚度生长,保持着自然的生长方向,有利于氧化锌晶体的提取,从而建立了一种制备ZnO纳米晶体的方法. 展开更多

关键词 同轴送氧 激光辐射 ZNO 纳米晶体 生长特性

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激光冲击处理对Ti6A14V力学性能的影响 被引量：6

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作者 任旭东 张永康 +2 位作者 周建忠 冯爱新 鲁金忠 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1781-1783,共3页

通过对钛合金Ti6A14V的激光冲击处理,研究了激光冲击处理工艺对钛合金Ti6A14V力学性能的影响。实验表明：激光冲击处理能有效提升Ti6A14V的力学性能,在激光功率密度由1．15GW/ cm^2增加到2．31GW/cm^2过程中,其冲击波峰值压力线性增加,... 通过对钛合金Ti6A14V的激光冲击处理,研究了激光冲击处理工艺对钛合金Ti6A14V力学性能的影响。实验表明：激光冲击处理能有效提升Ti6A14V的力学性能,在激光功率密度由1．15GW/ cm^2增加到2．31GW/cm^2过程中,其冲击波峰值压力线性增加,表面最大残余压应力也相应增大,最高达—264MPa,表面硬化层的显微硬度高达510Hv,硬化层深度约为0．25mm,经过激光冲击处理后硬度相对于原始钛板提高了64%,随着激光能量的增加,冲击区域的抗拉强度极大增强,塑性降低。 展开更多

关键词 钛合金TI6AL4V 激光冲击 力学性能

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多脉冲高能量强激光诱导产生Al等离子体发射光谱分析 被引量：3

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作者 姚红兵 孟春梅 +2 位作者 张永康 佟艳群 管海兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2111-2115,共5页

用Nd:YAG脉冲激光器产生的1.064μm激光,在空气环境下作用于金属Al诱导产生等离子体,获得了不同能量以及多次脉冲烧蚀下的Al等离子体发射光谱,分析了谱线强度与能量变化之间的关系,实验结果表明:随激光能量的增加,谱线的信号强度明显增... 用Nd:YAG脉冲激光器产生的1.064μm激光,在空气环境下作用于金属Al诱导产生等离子体,获得了不同能量以及多次脉冲烧蚀下的Al等离子体发射光谱,分析了谱线强度与能量变化之间的关系,实验结果表明:随激光能量的增加,谱线的信号强度明显增强;对等离子体光谱进行Lorentz线型拟合,获取了谱线的半高宽,以此来计算电子密度,得到了电子密度及信号强度随多脉冲强激光诱导次数的增加而逐渐下降的演化规律。 展开更多

关键词 发射光谱 激光诱导等离子体 电子密度 激光能量

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激光冲击对金属板料裂纹的影响模型 被引量：2

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作者 任旭东 张永康 +2 位作者 周建忠 顾永玉 周立春 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期358-360,共3页

研究了含有裂纹的金属板料在激光冲击波载荷作用下裂纹尖端应力强度因子和裂纹扩展速度的变化,利用断裂力学理论,对激光冲击加载下裂尖参数计算模型进行优化,采用应力强度因子叠加法,将外加载荷引起的应力强度因子和激光冲击后残留的残... 研究了含有裂纹的金属板料在激光冲击波载荷作用下裂纹尖端应力强度因子和裂纹扩展速度的变化,利用断裂力学理论,对激光冲击加载下裂尖参数计算模型进行优化,采用应力强度因子叠加法,将外加载荷引起的应力强度因子和激光冲击后残留的残余压应力引起的应力强度因子叠加,推导出下裂纹尖端应力场强度因子表达式,由此可精确计算出金属板料的裂纹萌生寿命和裂纹扩展速度,实验验证了航空钛合金Ti6Al4V激光冲击后残余应力对裂纹扩展速度的影响,从而建立了激光冲击作用对板料裂纹扩展的影响的理论模型。 展开更多

关键词 激光冲击波 裂纹 应力强度因子 扩展速度

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激光冲击强化恒弹合金3J58的力学性能 被引量：1

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作者 罗开玉 康正阳 +2 位作者 钟俊伟 杨超君 程广贵 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2010年第2期136-138,154,共4页

对3 J58恒弹合金试样进行激光冲击强化处理,采用纳米压痕技术测定了激光冲击区域、冲击影响区域和未冲击区域的纳米硬度和弹性模量,并对不同区域的残余应力进行测试.研究结果表明:激光冲击区域和冲击影响区域的纳米硬度、弹性模量和表... 对3 J58恒弹合金试样进行激光冲击强化处理,采用纳米压痕技术测定了激光冲击区域、冲击影响区域和未冲击区域的纳米硬度和弹性模量,并对不同区域的残余应力进行测试.研究结果表明:激光冲击区域和冲击影响区域的纳米硬度、弹性模量和表面残余应力分布都有明显的改善. 展开更多

关键词 3J58恒弹合金 激光冲击强化 纳米压痕 纳米硬度 弹性模量 残余应力

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遮光法测量铝薄板高压加载下的动态特征量

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作者 袁蓓 姚红兵 +2 位作者 张永康 佟艳群 孟春梅 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期19-21,125,共4页

为了检测强脉冲激光冲击加载材料发生的动态变化,采用遮光原理设计了一种新的检测仪器,能较为准确地检测出在冲击过程中试样的动态特征量。结果表明,铝薄板(L2)在激光冲击成形过程中弹性变形和塑性变形同时存在,塑性变形的时间远远大于... 为了检测强脉冲激光冲击加载材料发生的动态变化,采用遮光原理设计了一种新的检测仪器,能较为准确地检测出在冲击过程中试样的动态特征量。结果表明,铝薄板(L2)在激光冲击成形过程中弹性变形和塑性变形同时存在,塑性变形的时间远远大于弹性变形。试样中心区域在弹性变形阶段的平均变形速率为3.2×10~3m/s,试样的平均应变率为8.9 × 10~4s^(-1)。该结果为相关激光冲击成形技术发展提供了实验依据。 展开更多

关键词 激光技术 激光冲击成形 遮光原理 变形速度 应变率

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基于激光冲击波三维无损打标的数值模拟 被引量：1

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作者 王伟 张永康 +1 位作者 鲁金忠 殷苏民 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期37-39,43,共4页

为了研究激光冲击波打标后标记区域的残余应力分布与材料变形情况,基于ANSYS/LS-DYNA建立了激光冲击波打标的三维有限元模型,通过激光诱导的冲击波加载,进行了打标的数值模拟。模拟结果表明,激光冲击波作用后的标记区域网格形成了与载... 为了研究激光冲击波打标后标记区域的残余应力分布与材料变形情况,基于ANSYS/LS-DYNA建立了激光冲击波打标的三维有限元模型,通过激光诱导的冲击波加载,进行了打标的数值模拟。模拟结果表明,激光冲击波作用后的标记区域网格形成了与载荷直径相仿的凹坑,其残余应力均表现为压应力,并随着形变量的逐渐增加,在标记中心残余压应力达到最大值;材料厚度方向的残余压应力随着材料厚度的增加而不断减小,在1mm^1.4mm深度范围内载荷的作用效果不明显。这一结果可用于指导激光冲击波三维无损打标残余应力场的理论分析及其实验研究。 展开更多

关键词 激光技术 激光打标 激光冲击波 ANSYS/LS—DYNA 残余应力

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激光驱动飞片加载下基体/薄膜层裂微成形研究

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作者 刘国芳 高传玉 +2 位作者 杨晓红 马明 李奇军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期298-300,共3页

为了满足微成形技术产业化的需求,讨论了一种新的微成形方法———激光驱动飞片加载基体/金属薄膜层裂微成形技术,结合激光辐照效应及波的反射规律阐述了层裂微成形原理;优化了基体/金属薄膜层裂工艺,并且根据能量守恒原理,估算了层裂... 为了满足微成形技术产业化的需求,讨论了一种新的微成形方法———激光驱动飞片加载基体/金属薄膜层裂微成形技术,结合激光辐照效应及波的反射规律阐述了层裂微成形原理;优化了基体/金属薄膜层裂工艺,并且根据能量守恒原理,估算了层裂片的应变率和激光诱导冲击波的峰值压力。结果表明,随着脉冲能量的逐渐增大,工件层裂现象不断明显,直到金属薄膜上最后出现与模板微结构相同的特征结构,但基体始终保持完好,未出现裂纹或变形。通过激光驱动飞片加载基体/金属薄膜实现层裂微成形是可行的。 展开更多

关键词 薄膜 微成形 激光驱动飞片 层裂

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