激光冲击强化理论与技术

序

前言

第1章 概述

1.1 金属部件疲劳断裂与表面强化方法

1.1.1 疲劳的危害

1.1.2 疲劳破坏的过程和抗疲劳制造

1.1.3 表面强化方法

1.2 激光冲击强化基本原理与特点

1.2.1 激光冲击强化基本原理

1.2.2 激光冲击强化技术优势

1.3 激光冲击强化理论和技术发展历程

1.3.1 国外研究发展概况

1.3.2 美国应用发展概况

1.3.3 我国的发展概况

1.4 激光冲击强化中的科学问题

1.4.1 高压冲击波作用下材料的动态响应

1.4.2 高能激光与材料的相互作用

1.4.3 材料激光冲击强化中的多尺度力学问题

1.5 激光冲击强化中的技术问题

1.5.1 成套设备与综合控制技术

1.5.2 强化过程在线监控与质量保证

1.5.3 特殊部位强化关键技术问题

1.6 本书的主要内容

参考文献

第2章 激光诱导等离子体冲击波原理与特性

2.1 激光与物质的相互作用基本原理

2.1.1 激光辐照效应

2.1.2 材料对激光的吸收

2.2 激光等离子体基本原理与特性

2.2.1 等离子体概念

2.2.2 激光等离子体产生的时间尺度

2.2.3 激光辐照形成等离子体的过程

2.2.4 激光在等离子体中的吸收

2.2.5 激光等离子体屏蔽效应

2.2.6 激光等离子体的诊断

2.3 激光诱导等离子体冲击波的模型与仿真

2.3.1 激光维持的燃烧波和爆轰波

2.3.2 爆轰波的C-J起爆模型及初始参数计算

2.3.3 一维等离子体爆轰波模型研究概况

2.3.4 约束条件下爆轰波二维辐射膨胀模型

2.3.5 基于Fluent的模型仿真与分析

2.4 激光诱导等离子体冲击波压力测试

2.4.1 冲击波特性测试的方法

2.4.2 水约束层对冲击波压力的影响

2.4.3 功率密度及波长对冲击波压力的影响

2.4.4 吸收保护层对冲击波压力的影响

参考文献

第3章 激光等离子体冲击波在金属材料和空气中的传播

3.1 冲击波作用下固体的基本方程式

3.1.1 守恒方程

3.1.2 固体材料的物态方程

3.2 金属材料中的冲击波及其对材料作用过程

3.2.1 冲击压缩条件下材料的强度特性

3.2.2 激光冲击作用下材料的应变率

3.2.3 弹性波和塑性波

3.2.4 冲击波对金属材料的作用过程

3.3 金属材料中冲击波的反射与衰减

3.3.1 金属材料中冲击波的反射

3.3.2 金属材料中冲击波的衰减

3.4 激光等离子体声波在空气中的传播

3.4.1 理想气体中冲击波基本关系

3.4.2 激光等离子体声波的产生与发展

3.4.3 激光等离子体声波特征测试与分析

参考文献

第4章 激光冲击金属材料应力应变场数值仿真

第5章 激光冲击金属材料的残余应力测试与分析

第6章 激光等离子体冲击波表面纳米化

第7章 激光冲击提高金属材料疲劳性能的作用及机制

第8章 激光冲击强化应用技术

第9章 激光冲击强化成套设备技术

激光冲击强化技术是一种使用千兆瓦级纳秒脉冲激光辐照金属表面，产生高压等离子体冲击波，对金属表面进行改性，使其产生残余压应力、高密度位错和表面纳米化的新技术。该技术具有强化效果佳、可控性强、适应性好等优点，可成功用于提高部件的疲劳强度、消除焊接残余拉应力等方面。《激光冲击强化理论与技术》系统了介绍激光冲击强化理论和技术，主要内容包括：激光诱导等离子体冲击波原理及在介质中传播的特性，冲击波作用下材料表层残余应力场和表面纳米化及其提高疲劳性能的规律和机理，激光冲击强化应用技术和规范等。
　　《激光冲击强化理论与技术》可供激光冲击强化技术研究和应用、机械强度、机械制造、表面工程等领域工作者阅读、参考，对激光等离子冲击波和材料科学等相关专业的研究人员有参考价值。