2A02鋁合金激光誘導(dǎo)空泡力學(xué)效應(yīng)及其強化機理的研究.pdf

1、空化是在水利機械中普遍存在的一種流體運動，一般指液體內(nèi)部局部壓力降低時，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)已在各個領(lǐng)域上得到推廣和應(yīng)用。本文結(jié)合水利機械的空蝕成因，提出了在水環(huán)境中激光對靶材的強化技術(shù)，即激光空化強化技術(shù)。由于激光產(chǎn)生的空化泡具備良好的球?qū)ΨQ性、容易控制和無機械形變等優(yōu)

2、點，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度，延長其使用壽命為目的，對激光空化強化技術(shù)進(jìn)行了理論和實驗的研究。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)展機理；研究了水下激光空化泡動力學(xué)理論，分析了水下激光空化泡的產(chǎn)生過程、脈動特性及其運動方程等；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

3、趨壁效應(yīng)的動力學(xué)運動過程，主要包括近壁面激光空泡的脈動特性，近壁面激光空泡潰滅誘導(dǎo)的沖擊波和射流。
　　(2)搭建了實驗平臺，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，定性地計算出作用在靶材表面的沖擊壓力，并與靶材的屈服強度加以對比，得出靶材發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生殘余壓