Ласерски удар Пецкање: Иновација технологије јачања површине из лабораторије до индустријске странице
Технологија за љуштење ласерског ударца, иновативни процес познат као "револуција јачања материјалне површине", мирно је преобликовала високи - крајњи производ за производњу. Од првог погледа промјене микроструктуре легура алуминијума у америчкој лабораторији до индустријске праксе Боеинг 777 Обрада сечива; Од рођења првог континуираног продукцијске линије континуираног импулса у пробору интегралног система јачања диска, користи тренутни рафал високих - напона у плазми да изрезује анти- умор "заштитни штит" на металној површини.
Када је наносекунд ласерски сноп дао метал, испаравање и испаравање слоја за апсорпцију енергије је попут микро експлозије, што је довело до Ултра - ударним таласима под високим притиском, ткајући густу мрежу преосталог притиска у материјалу. Избор слоја ограничења је попут кројења - крајњи ефекат стакла и индустријско прилагођавање протока воде, флексибилност црне боје, али тешко је уклонити и погодност алуминијумске фолије постаје први избор. У области нумеричке симулације, преплитање експлицитних и имплицитних алгоритама и иновације уграђеног модела напрезања прелазе се премјестити од "суђења и грешке" у "прецизно израчунавање".
Ово није само еволуција технологије, већ и декларација о производној индустрији да "изазове лимит": како "срце" мотор ваздухоплова може издржати десетине хиљада утицаја? Како нуклеарни реактор може издржати деценије притиска? Могу ли биолошки имплантати да пронађу равнотежу између жилавости и деградације? Ласерски удар за љуштење користи снагу фотона да пише одговоре на ове тешке проблеме.
Ласерски удар за љуштење, познат и као ласерско пуцање, је ново, ефикасно и брзо развијање технологије модификације површине. У поређењу са традиционалном механичком прављеним технологијама, може да формира дубљи заостални стрес стрес на површини радног комада и има снажну контролибилност и добру прилагодљивост и може да се подвргне тешко - до - ручићи делови. Тренутно је ова технологија широко коришћена у умору - отпорне производње као што су ножеви мотора, зупчаници и заваривање нуклеарних електрана. Уз даљњи пад цене ласерских опреме, ласерско ударање песама ће се широко користити.
Ласерска технологија за љуштење удара се широко користи у инжењерингу.
1972. године, Сједињене Државе су користиле високим ласерима - изазване шокираним таласима да се први пут третирају са високим - јачим алуминијумским легурима и открили су да је његова површинска микроструктура променила и затезна чврстоћа која је отворила увод на уносе у прелимичној основи. Крајем осамдесетих година, земље и региони као што су Европа, Јапан и Израел спровели су истраживање технологије ласерског удара.
1995. године у Сједињеним Државама основана је прва технолошка технологије за прераду ласерског ударца. Године 1997, генерални мотори користили су технологију обраде ласера за обраду ножева вентилатора авиона, што увелике побољшава њихову толеранцију на штету иностраном објектом. 2001. године америчка компанија за прераду ласерског ударца је извршила љуштење ласерског удара на више од 800 мотора Роллса - Роицеа. 2004. године Компанија је сарађивала са лабораторијом за ваздухопловне снаге САД-а да би се понашала истраживање оправдања ласера за оштетине мотора Титаниум легуре на алегацији на Ф / А - 22, а снага умор је удвостручена. Исте године, Сједињене Државе су званично прогласиле спецификацију ласерског удара, а технологија је примењена на обраду сечива Боеинг 777. У 2012. години, Сједињене Државе су успешно развиле мобилну опрему за прераду ласерских шок-а која може да уђе у индустријско место у реалном времену. 2002. године, Тосхиба Цорпоратион оф Јапан користила је мале ласере за обраду заваре као што су пловила под притиском нуклеарних реактора и зглобови цеви за побољшање уморног живота делова.
Страни учењаци су такође користили и технологију за прераду ласерских удара за јачање биомедицинских метала и легура, побољшању тврдоће, приносе живот и уморни живот сталних имплантата и смањити брзину разградње разградљивог имплантата, као што је калцијум - магнезијум легуре.
Домаће истраживање о технологији прераде ласерског удара започела је 1990-их, која се углавном фокусирала на низ експерименталних студија и сродне теоријске расправе о алуминијумским легурама и челицима. Од 1992. године Нањинг универзитет за ваздухопловство и астронаутика сарађивао је са науком и технологијом Кине како би се истражила истраживања ласерског удара и отпорности на умор производње ваздухопловних структуралних делова. 1995. први уређај за јачање ласерских удара за појединачни експеримент ласерских удара у Кини успешно је развијен на Универзитету науке и технологије Кине. У 2008. години, универзитет за ваздухопловне снаге, у комбинацији са Кси'ан Оптоелектрониц Девелопмент Девелопмент Цо, Лтд. И Пекинг Леибао Оптоелецтрониц Тецхнологи Цо, Лтд., Успешно је развио прву континуирану линију мијењања моје земље у земљи. У 2011. години, први сет моје интегралне оптерећење мојих ласерских шок-а, у току је успешно развијено у Институту за аутоматизацију Схенианг, кинеску академију наука и достављен у Схенианг Лининг Енгине Цо., Лтд.
Механизам и утицај на факторе љуштања ласерског удара
When a laser beam with a power density greater than 10⁹W/cm² and a pulse width of nanoseconds irradiates the metal surface, the energy absorption layer absorbs the laser energy and undergoes explosive vaporization and evaporation, generating a high-temperature (>10⁷K) and high-pressure (>1ГПА) Плазма слој. Ласерски шок Пеенг користи снажан ударни талас који се шири у материјал узрокован ударном оптерећењем нанесеном великом - под притиском плазме на циљу.
Ограничени материјали који се тренутно користе углавном укључују К9 оптичко стакло, органско стакло и слој протока воде. Слој ограничен слој за стаклено материјал има најбољи ефекат, али има лошу прилагодљивост и прекршиће се, што је погодно само за једнократно лечење ласерских удара. Генерално, слој протока воде користи се као ограничени слој у тестовима ласерских удара и индустријских апликација. Има предности снажне примене, ниске трошкове, једноставног рада и нема потребе за заменом. Осим малих бројева процеса лечења ласерских удара који не користе слојеве у апсорпцији енергије, од којих већина захтева слојеве у апсорпцији енергије. Обично кориштени слојеви за апсорпцију енергије углавном су материјали са ниском испаравањем топлоте, попут црне боје, алуминијумска фолија и црна трака. Црна боја има добру применљивост и може се користити за ласерско ударце за љуштење жљеника, малих рупа итд., Али није лако уклонити након завршетка шока, тако да се алуминијумска фолија и црна трака углавном користе као слојеви апсорпције енергије.
Много је фактора који утичу на ефекат љуске ласерског удара, углавном материјалних својстава, слоја за уклањање, ласерских парачила, итд. Ако је ласерска густина снаге итд. Ширина ласерског пулса, што је дуже време ласерским пулсним таласом, то је дуже време ласерског шок-таласа. Међутим, ако је ширина ласерског пулса превелика, врло је лако проузроковати да се површински опекотине материјала погоди. Само одабиром разумног слоја ограничења, слој за апсорпцију енергије и параметри ласерских удара у складу са материјалним својствима могу се постићи бољи јачан ефекат.
Нумеричка симулација ласерског ударног злишка нумеричке симулације помаже да се добију оптимални параметри процеса за одређене апликације и постепено постаје важно средство за проучавање љуштања ласерског удара. Домаћи и страни учењаци учинили су пуно истраживања о моделирању и оптимизацији љуштуња ласерског удара. Тренутно је индустрија направила велики напредак у експлицитној динамичкој анализи + имплицитна статичка анализа Поновно огуљеног начина симулације, а ласерски ударни потући нумерички метод симулације на основу суштинског соја.
Када је високи слој под притиском утиче на циљни материјал, материјал у подручју удара подвргава велику деформацију пластике на напретку, а структурни реакција се врло брзо мења, што је веома нелинеарно високи проблем - брзински проблем - брзинским брзином. Ако се користи алгоритам коначних елемената користи се за решавање ове врсте проблема, не само да захтева само велику количину израчуна и складиштења, али такође има потешкоћа у израчунавању конвергенције. Потребно је користити експлицитни метод анализе коначних елемената за решавање стресног таласа који се генерише у плазми у плазми. Конкретно, свеобухватна употреба експлицитних и имплицитних метода анализе коначних елемената за обављање нумеричке симулације динамичког процеса одговора материјала под деловањем удараног таласа погодује до добијања прецизних резултата предвиђања предавања.
Када се сингл - тачка ласерски удар заостали на прорачун стреса и метода суперпозиције употребљавају мулти- бодовни ласерски шок у великој области, укупни износ израчуна је често огроман и потребно је пуно времена да добије доста времена да се добије препознавање узорка. Поред тога, због великог утицаја геометрије обрађивања на поље заосталог стреса, тешко је тачно симулирати прекривање преклапања стреса Мулти - преклапања ласерског ударца стварних компоненти са сложеним закривљеним површинама користећи методу стресног суперпозиције.
Да би се ефективно решили ова два проблема, неки истраживачи су успоставили нумерички модел заснован на унутрашњем соју да симулирају преочало поље ласерског ударца. Овај модел претпоставља да је интринзичан сој формиран ласерским шоком на површини компоненте неосјетљив на геометрију компоненте. Процес симулације фокусиран је само на пластичној соју изазваном ласерском шоком. Поље за оптерећење великих - подручја мулти - бодова ласерски шок компоненте се добија суперпозицијом интринзичног соја, а термоеластични модел користи се за добијање коначног резидуалног поља стреса и пластичне деформације.
Последњих година, релевантни учењаци у земљи и иностранству користили су овај модел за нумеричку симулацију резидуалних поља ласерског удара ојачавајући различите сложене комплексе. Рачунарска ефикасност овог интринзичног модела напрезања увелико се побољшава у поређењу са традиционалним моделом, а утврђени модел може ефикасно предвидјети преочало поље стреса индуковано ласерском шоком.
