激光冲击强化的冲击波幅值和飞行时间的测量

王飞; 姚红兵; 袁蓓; 于水生; 张永康

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.032

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

激光冲击强化的冲击波幅值和飞行时间的测量

王飞 , 姚红兵 , 袁蓓 , 于水生 , 张永康

文章导航 > 激光技术 > 2010 > 34(5): 694-696

引用本文:

Citation:

激光冲击强化的冲击波幅值和飞行时间的测量

1.
江苏大学, 机械工程学院, 镇江, 212013

作者简介: 王飞(1986- ),男,硕士,主要从事激光脉冲诱导冲击波的研究.E-mail:urrayu@163.com.

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(50735001)
中图分类号: TN249

Measurement of the amplitude and time-of-flight of the shock wave in laser shock processing

1.
School of Mechanic Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
CLC number: TN249

摘要: 为了研究不同激光功率密度下空气中冲击波幅值和飞行时间分别与工件中冲击波幅值和残余压应力的变化关系,采用工件为45#钢、铝箔为吸收层、水为约束层、声发射传感器和聚偏氟乙烯压电膜传感器同时对空气和工件中的激光诱导等离子体冲击波进行测量。结果表明,随激光功率密度的增加,空气中冲击波飞行时间非线性的减少,空气和工件内冲击波幅值非线性的增加,工件中残余压应力值接近饱和。进行多项式拟合,获得了空气中冲击波幅值与工件内冲击波幅值、空气中冲击波飞行时间与工件内残余压应力的经验公式,为激光冲击强化质量评估提供一定的理论参考。
- 激光技术 /
- 激光冲击强化 /
- 质量评估 /
- 冲击波 /
- 幅值 /
- 飞行时间
Abstract: In order to study the relationship between the amplitude of the shock wave in air and the amplitude of the shock wave in the workpiece, and the relationship bettveen time-of-flight of the shock wave in air and the compressive residual stress in the workpiece respectively, the acoustic emission sensor and the polyvinylidene fluoride piezoelectricity gauge were used to detect laser induced plasma shock wave in air and the workpiece.In the experiment, the workpiece is 45# steel,the absorption layer is Al foil,and the confinement layer is fluid overlays. The results show that with laser intensities increases, time-of-flight of the shock wave in air decreases nonlinearly,and the amplitude of the shock wave in air and workpiece increases nonlinearly, and the compressive residual stress closes to saturation.Finally, the empirical formulas for the amplitude of the shock wave in air and the amplitude in the workpiece,and for time of flight of the shock wave in air and the compressive residual stress in the workpiece were established respectively, which could provide theoretical reference for quality assurance of laser shock processing.
- laser technique /
- laser shock processing /
- quality assurance /
- shock wave /
- amplitude /
- time of flight

[1]	JANG P,CHEN W Zh,GUO J,et al.The FFT analyze of the acoustic signal on plasma in laser welding[J].Laser Journal,2001,22(5):62-63(in Chinese).
[2]	WANG Ch M,YU F L,DUAN A Q,et al.Relationship between penetration depth and plasma optic signal during partial-penetration laser welding[J].Transactions of The China Welding Institution,2002,23(5):45-46(in Chinese).
[3]	JIANG P,CHEN W Zh,XIAHOU L P,et al.Mechanism and mathematical model of the laser-induced plasma current in laser welding[J].Chinese Journal of Lasers,2002,29(5):471-472(in Chinese).
[4]	TENAGLIA R D,CLAUER A H,DULANEY J L,et al.Bend bar quality control method for laser shock peening:U S,20060021409[P].2006-02-02.
[5]	WU B,WANG Sh B,GUO D H,et al.Research of material modification induced by laser shock processing on aluminum alloy[J].Acta Optica Sinica,2005,25(10):1353-1354(in Chinese).
[6]	ZHANG Y K,CHEN J F,XU R J.Experimental research of laser shock strengthening AM50 magnesium alloy[J].Chinese Journal of Lasers,2008,35(7):1069-1070(in Chinese).
[7]	SOMERS R M,WINIARZ M L,RISBECK J D.Laser shock penning quality assurance by volumetric analysis of laser shock peened dimple:U S,5948293[P].1999-09-07.
[8]	SOKOL D W,WALTER C T,EPSTEIN H M,et al.Quality control plasma monitor for laser shock processing:U S,6254703[P].2001-07-03.
[9]	SUH U W.Laser shock peening quality assurance by ultrasonic analysis:U S,6422082[P].2002-07-23.
[10]	DEATON J B,AZAD F H,AZER M Z,et al.Laser shock peening system with time of flight monitoring:U S,20070119824[P].2007-05-31.

[1]	刘子昂 , 石伟 , 汪诚 . 激光冲击强化残余应力的数值模拟研究. 激光技术, 2017, 41(1): 1-5. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.001
[2]	黄宇 , 姜银方 , 金华 , 黄利伟 , 张仕培 . 环形激光诱导冲击波的传播及其对层裂的影响. 激光技术, 2013, 37(3): 301-305. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.007
[3]	张明扬 , 朱颖 , 郭伟 , 黄帅 , 侯果 . 激光冲击强化对TC17钛合金高周疲劳性能的影响. 激光技术, 2017, 41(2): 231-234. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.017
[4]	侯果 , 朱颖 , 郭伟 , 范博文 , 黄帅 . 激光冲击强化对TC17微观组织和表面硬度的影响. 激光技术, 2017, 41(1): 68-73. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.015
[5]	裴旭 , 任爱国 , 顾永玉 , 许仁军 , 于水生 , 张永康 . AZ91镁合金激光冲击强化力学性能研究. 激光技术, 2010, 34(4): 552-556. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.032
[6]	戴蜀娟 , 刘富荣 , 杨晓 , 邹鸿承 , 安承武 , 陆冬生 . 激光冲击在LY12CZ中形成冲击波的研究. 激光技术, 1997, 21(6): 330-333.
[7]	陈建平 , 倪晓武 , 陆建 , 卞保民 , 王亚伟 . 用于探测激光等离子体冲击波的光纤传感器. 激光技术, 2001, 25(2): 85-90.
[8]	姚兵 , 王甦 , 曹雁 , 刘迅 , 曾传相 . 激光脉冲和放电脉冲产生冲击波的研究. 激光技术, 2000, 24(1): 12-14.
[9]	金成嘉 , 陈炳泉 , 李纬 , 焦加飞 , 任旭东 . 激光冲击对AISI430铁素体不锈钢抗蚀性影响. 激光技术, 2020, 44(2): 212-216. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.02.013
[10]	裴旭 , 吴建华 , 蒋素琴 , 许兆美 . Fe-Ni恒弹合金激光冲击力学性能异化现象研究. 激光技术, 2012, 36(3): 349-352,356.
[11]	张建 , 花银群 , 曹将栋 . 激光冲击铜薄膜的应力波传播特性模拟分析. 激光技术, 2016, 40(4): 601-605. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.030
[12]	秦海永 , 张永康 , 袁蓓 , 尤建 . 高能激光辐照诱导声波频率特性的实验研究. 激光技术, 2010, 34(1): 105-108. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.030
[13]	吴清潮 , 吴坚 . 基于脉冲激光的发射药参数快速检测方法. 激光技术, 2024, 48(2): 171-179. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.02.005
[14]	余小敏 , 陈慧敏 , 李家泽 . 激光乳化白内障的新进展. 激光技术, 2003, 27(5): 400-402,406.
[15]	倪晓武 , 陆建 , 贺安之 , 王平秋 , 马孜 , 周九林 . 高功率激光对光学介质薄膜破坏机理的研究进展. 激光技术, 1994, 18(6): 348-352.
[16]	倪晓武 , 陈笑 , 陆建 . 激光与液态物质相互作用机理的研究进展. 激光技术, 2002, 26(4): 258-261.
[17]	田润妮 , 王俊波 , 邱荣 , 周强 , 蒋勇 , 杨永佳 . 纳秒和飞秒激光烧蚀单晶硅的超快诊断. 激光技术, 2015, 39(6): 765-768. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.06.007
[18]	陈子琪 , 王新兵 , 左都罗 . CO2激光诱导液滴射流等离子体的实验研究. 激光技术, 2016, 40(6): 888-891. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.023
[19]	刘丽 , 王声波 , 吴鸿兴 , 郭大浩 , 廖培育 . 强激光诱导冲击波的实验研究. 激光技术, 2007, 31(2): 134-136.
[20]	王伟 , 张永康 , 鲁金忠 , 殷苏民 . 基于激光冲击波三维无损打标的数值模拟. 激光技术, 2008, 32(1): 37-39,43.

点击查看大图

计量

文章访问数: 4347
HTML全文浏览量: 689
PDF下载量: 244
被引次数: 0

激光冲击强化的冲击波幅值和飞行时间的测量

作者简介: 王飞(1986- ),男,硕士,主要从事激光脉冲诱导冲击波的研究.E-mail:urrayu@163.com

1. 江苏大学, 机械工程学院, 镇江, 212013

收稿日期: 2009-10-14
录用日期: 2009-11-09
网络出版日期: 2010-09-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50735001)

关键词:

摘要: 为了研究不同激光功率密度下空气中冲击波幅值和飞行时间分别与工件中冲击波幅值和残余压应力的变化关系,采用工件为45#钢、铝箔为吸收层、水为约束层、声发射传感器和聚偏氟乙烯压电膜传感器同时对空气和工件中的激光诱导等离子体冲击波进行测量。结果表明,随激光功率密度的增加,空气中冲击波飞行时间非线性的减少,空气和工件内冲击波幅值非线性的增加,工件中残余压应力值接近饱和。进行多项式拟合,获得了空气中冲击波幅值与工件内冲击波幅值、空气中冲击波飞行时间与工件内残余压应力的经验公式,为激光冲击强化质量评估提供一定的理论参考。