遮光法测量铝薄板高压加载下的动态特征量

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3.2103m/s,试样的平均应变率为8.9 104s-1。该结果为相关激光冲击成形技术发展提供了实验依据。     

强短脉冲激光冲击薄板高速变形的实验研究

强短脉冲激光冲击材料成形是一种高应变率的过程。很多已有测试手段由于响应带宽不够而无法进行有效测量。常用的任意面速度干涉仪(VISAR)价格昂贵、测试方法复杂,且存在条纹缺失。采用一种简单的光电测试系统探测出铝薄板在强短脉冲激光冲击下的高速变形过程。通过标定输出电压与变形量的关系,分析出薄板被冲击中心点的位移和速度,与文献仿真结果规律一致,计算出在8 J激光能量冲击时间内平均变形速度为8.49×104m/s。并由阻尼振动和弹性形变叠加的模型拟合出激光冲击薄板的形变过程,根据拟合系数计算出薄板的振动速度和塑性变形值,为分析和控制激光冲击变形工艺提供了依据。     

高能激光辐照诱导声波频率特性的实验研究

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。     

激光冲击强化的冲击波幅值和飞行时间的测量

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。