本文關(guān)鍵詞：2A02鋁合金的激光空化強(qiáng)化機(jī)理與羥自由基影響實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空化是水利機(jī)械中的一種特有現(xiàn)象,通常會(huì)造成空蝕破壞,嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)事故。由于空化中會(huì)產(chǎn)生空泡潰滅微射流和沖擊波現(xiàn)象,促使研究人員利用空化所產(chǎn)生的極端物理?xiàng)l件進(jìn)行空化強(qiáng)化方面的研究。激光空化泡具有球?qū)ΨQ性好、易控制等優(yōu)點(diǎn),正逐漸成為空化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文探究了激光空化機(jī)理,實(shí)驗(yàn)研究了激光能量和離焦量對(duì)于2A02靶材機(jī)械性能的影響;驗(yàn)證了激光空化與水力空化和超聲波空化類似,空化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生羥自由基,同時(shí)分析了激光能量和離焦量對(duì)于羥自由基含量的影響,提出將羥自由基濃度作為激光空化強(qiáng)度的特征值用來(lái)表征激光空化對(duì)于2A02靶材機(jī)械性能的影響,并最終確定了激光空化的最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)以及用于衡量2A02靶材性能強(qiáng)化效果的羥自由基濃度閾值,獲得了以下主要結(jié)論和研究成果:(1)實(shí)驗(yàn)研究不同激光能量和離焦量下,激光空化對(duì)于2A02靶材表面殘余應(yīng)力和表面形貌的影響,獲得了空泡潰滅過(guò)程中空泡微射流、沖擊波以及激光沖擊對(duì)靶材的作用機(jī)理,探究了激光空化強(qiáng)化機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn):激光空化會(huì)在靶材表面產(chǎn)生類圓形影響區(qū)域,且隨著激光能量的增大靶材表面殘余應(yīng)力值和表面影響區(qū)的半徑都隨之變大;靶材性能的強(qiáng)化效果隨著H值的增加,先增加后減小。在H=1mm時(shí),靶材表面殘余應(yīng)力值最大,表面形貌最好,達(dá)到了最佳的強(qiáng)化效果。(2)對(duì)比分析了用于檢測(cè)羥自由基含量的不同方法,建立了定量檢測(cè)羥自由基含量的優(yōu)化方法,確定了捕捉劑及檢測(cè)液的濃度;通過(guò)對(duì)比觀察吸光度值的變化,證實(shí)了激光空化與水力空化一樣均會(huì)產(chǎn)生羥自由基;實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)激光等離子體與靶材的相互作用對(duì)羥自由基含量也有影響,并進(jìn)一步研究了不同激光能量和離焦量下,羥自由基含量的變化,進(jìn)而確定了羥自由基濃度達(dá)到最大時(shí)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)H一定時(shí),羥自由基濃度(激光空化強(qiáng)度)隨著激光能量的提升而加速增強(qiáng);當(dāng)H=1mm時(shí),羥自由基量最多,激光空化強(qiáng)度最強(qiáng)。(3)通過(guò)探究羥自由基含量與2A02靶材表面殘余應(yīng)力值之間的關(guān)系,驗(yàn)證了激光空化對(duì)于靶材機(jī)械性能的影響規(guī)律;并重點(diǎn)分析了羥自由基含量(化學(xué)強(qiáng)化效應(yīng))與靶材表面性能強(qiáng)化(機(jī)械性能強(qiáng)化)的關(guān)系,獲得了使2A02靶材表面性能發(fā)生明顯強(qiáng)化時(shí)的羥自由基濃度閾值C·OH1。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)C·OH?C·OH1時(shí),2A02靶材表面會(huì)呈現(xiàn)明顯強(qiáng)化效果;當(dāng)C·OHC·OH1,2A02靶材表面性能提升不明顯。
【關(guān)鍵詞】：空化泡 激光空化 羥自由基 殘余應(yīng)力 激光能量 離焦量
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.21;TN249
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 研究背景及現(xiàn)狀11-14
• 1.2 空化現(xiàn)象與特點(diǎn)14-19
• 1.2.1 空化產(chǎn)生方式14-17
• 1.2.2 空化過(guò)程17-18
• 1.2.3 空化的能量效應(yīng)18-19
• 1.3 選題意義及研究?jī)?nèi)容19-22
• 1.3.1 選題意義19-20
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 激光空化強(qiáng)化理論基礎(chǔ)22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 流體力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程22-25
• 2.3 空化泡理論基礎(chǔ)25-31
• 2.3.1 空化泡的脈動(dòng)過(guò)程25-27
• 2.3.2 空化泡的潰滅過(guò)程27-31
• 2.4 激光空化化學(xué)強(qiáng)化機(jī)理31-32
• 2.4.1 熱點(diǎn)效應(yīng)31
• 2.4.2 空化化學(xué)效應(yīng)31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 激光空化對(duì)2A02靶材的強(qiáng)化機(jī)理研究33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 激光空化強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)33-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料制備33-35
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法35-37
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方案的選擇37-39
• 3.4 激光能量和離焦量對(duì)靶材機(jī)械性能的影響39-43
• 3.5 總結(jié)43-45
• 第四章 激光空化的化學(xué)強(qiáng)化效應(yīng)45-63
• 4.1 引言45
• 4.2 激光空化羥自由基的檢測(cè)及實(shí)驗(yàn)方案45-52
• 4.2.1 羥自由基捕捉劑46-47
• 4.2.2 檢測(cè)方案47-50
• 4.2.3 羥自由基實(shí)驗(yàn)方案50-52
• 4.3 激光能量和離焦量對(duì)羥自由基含量的影響52-57
• 4.3.1 激光空化產(chǎn)生羥自由基的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)52-53
• 4.3.2 激光能量和離焦量對(duì)于羥自由基含量的影響53-57
• 4.4 激光空化強(qiáng)度與靶材性能強(qiáng)化的關(guān)系57-61
• 4.4.1 羥自由基含量與2A02靶材表面殘余應(yīng)力間的關(guān)系58-60
• 4.4.2 激光空化強(qiáng)度與2A02靶材表面性能強(qiáng)化的關(guān)系60-61
• 4.5 總結(jié)61-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 總結(jié)63-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 致謝70-71
• 攻讀研究生期間發(fā)表論文與研究成果71

【相似文獻(xiàn)】

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