本文關(guān)鍵詞：2A02鋁合金激光誘導(dǎo)空泡力學(xué)效應(yīng)及其強(qiáng)化機(jī)理的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空化是在水利機(jī)械中普遍存在的一種流體運(yùn)動(dòng),一般指液體內(nèi)部局部壓力降低時(shí),液體或液固交界面上蒸汽或氣體的空穴(空泡)的形成、發(fā)展和潰滅的過程。倘若空泡在固壁面附近,還會發(fā)生趨壁效應(yīng),在該過程伴隨著沖擊波和微射流現(xiàn)象。同時(shí)隨著科技的進(jìn)步,工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展,激光技術(shù)已在各個(gè)領(lǐng)域上得到推廣和應(yīng)用。本文結(jié)合水利機(jī)械的空蝕成因,提出了在水環(huán)境中激光對靶材的強(qiáng)化技術(shù),即激光空化強(qiáng)化技術(shù)。由于激光產(chǎn)生的空化泡具備良好的球?qū)ΨQ性、容易控制和無機(jī)械形變等優(yōu)點(diǎn),正逐漸成為研究空化現(xiàn)象的重要工具。本文以提高材料的強(qiáng)度,延長其使用壽命為目的,對激光空化強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)的研究。主要研究內(nèi)容與研究成果如下:(1)研究了脈沖激光對水下靶材的力學(xué)效應(yīng)。在與傳統(tǒng)激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)比較的基礎(chǔ)上,分析了水下激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波的形成和發(fā)展機(jī)理;研究了水下激光空化泡動(dòng)力學(xué)理論,分析了水下激光空化泡的產(chǎn)生過程、脈動(dòng)特性及其運(yùn)動(dòng)方程等;以2A02輕質(zhì)鋁合金為研究對象,探究了近壁面環(huán)境下激光空泡趨壁效應(yīng)的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)過程,主要包括近壁面激光空泡的脈動(dòng)特性,近壁面激光空泡潰滅誘導(dǎo)的沖擊波和射流。(2)搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,利用壓電傳感器探究了激光空化對水下靶材聲壓信號及其力學(xué)效應(yīng)的影響。對比并討論了不同入射方向的脈沖激光對水下靶材產(chǎn)生聲壓信號強(qiáng)弱及其表面形貌的影響,確定了合理的激光入射方向;根據(jù)聲壓信號與力學(xué)效應(yīng)之間的換算關(guān)系,定性地計(jì)算出作用在靶材表面的沖擊壓力,并與靶材的屈服強(qiáng)度加以對比,得出靶材發(fā)生塑性變形,產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的結(jié)論,驗(yàn)證了該強(qiáng)化技術(shù)的可行性和有效性。(3)對激光空化后的靶材進(jìn)行了力學(xué)性能的測試,主要包括其殘余應(yīng)力、表面硬度、表面粗糙度及表面形貌等;討論了在不同激光能量和離焦量H的作用下,靶材在強(qiáng)化前后力學(xué)性能的變化趨勢,總結(jié)和分析了激光空化對靶材的強(qiáng)化規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：激光空化 強(qiáng)化機(jī)理 力學(xué)效應(yīng) 殘余應(yīng)力 空化泡 趨壁效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21;TN249
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10-15
• 1.2 空化的國內(nèi)外研究進(jìn)展15-19
• 1.2.1 空化的理論研究15-16
• 1.2.2 空化的實(shí)驗(yàn)研究16-17
• 1.2.3 空化的數(shù)值模擬研究17-18
• 1.2.4 空化空蝕的產(chǎn)生機(jī)制18-19
• 1.3 論文的選題意義和主要研究內(nèi)容19-22
• 1.3.1 選題意義19-20
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波的動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 空氣中激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波基本理論22-26
• 2.3 水下激光空化泡動(dòng)力學(xué)的理論研究26-29
• 2.3.1 水下激光誘導(dǎo)沖擊波的產(chǎn)生及傳播特性26-27
• 2.3.2 水下激光空化泡的脈動(dòng)現(xiàn)象27-28
• 2.3.3 水下激光空化泡的運(yùn)動(dòng)方程28-29
• 2.4 近壁面激光誘導(dǎo)空泡的動(dòng)力學(xué)基本理論29-31
• 2.4.1 近壁面激光空泡的脈動(dòng)特性29-30
• 2.4.2 空泡脈動(dòng)時(shí)的聲輻射方程30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 脈沖激光對水下靶材聲壓信號的探測及力學(xué)效應(yīng)32-45
• 3.1 引言32
• 3.2 脈沖激光對水下靶材聲壓信號探測的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)32-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置32-35
• 3.2.2 水聽器的工作原理35-37
• 3.3 脈沖激光不同入射方向?qū)?shí)驗(yàn)效果的對比分析37-41
• 3.3.1 聲壓信號的影響對比分析37-39
• 3.3.2 靶材作用效果的影響對比分析39-41
• 3.4 激光能量對聲壓信號的影響41-44
• 3.4.1 聲壓信號與力學(xué)效應(yīng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系41-42
• 3.4.2 激光能量與靶材表面作用力的關(guān)系42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 激光誘導(dǎo)空化對 2A02組織和力學(xué)性能的影響45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 材料的預(yù)處理45-46
• 4.3 強(qiáng)化路線的選擇46-48
• 4.4 激光能量對表面形貌和粗糙度的影響48-50
• 4.5 激光能量和離焦量對硬度的影響50-55
• 4.5.1 表面硬度分布51-53
• 4.5.2 深度方向硬度分布53-55
• 4.6 激光能量和離焦量對殘余應(yīng)力分布的影響55-59
• 4.6.1 表面殘余應(yīng)力分布56-58
• 4.6.2 深度方向殘余應(yīng)力分布58-59
• 4.7 本章小結(jié)59-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 全文總結(jié)61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 致謝68-69
• 攻讀研究生期間發(fā)表的論文與研究成果69

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周南;周亢;丁圭吉;;關(guān)于激光誘導(dǎo)裂析譜專題的歐洲-地中海會議2007(Ⅰ)[J];分析試驗(yàn)室;2009年08期

2 周南;周亢;丁圭吉;;關(guān)于激光誘導(dǎo)裂析譜專題的歐洲-地中海會議2007(Ⅱ)[J];分析試驗(yàn)室;2009年09期

3 ;激光誘導(dǎo)腦電波[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2009年06期

4 周政卓,邱明新,黃賽棠,畢琦秀,顧加O

本文編號：333650