激光喷丸强化技术--在航空合金中的应用

本书总结了激光喷丸强化技术在航空合金抗常温和高温疲劳制造方面的应用和近期发展成果。探讨了高能短脉冲激光冲击波加载对6061-T6航空铝合金含裂纹件疲劳裂纹扩展特性的影响机制，分析了不同激光喷丸工艺参数和疲劳载荷条件下典型试样的表面完整性、疲劳裂纹扩展特性及疲劳断口形貌，基于断裂力学基本理论和金属物理方法，宏观、微观结合，深入细致地描述激光喷丸强化的延寿机理同时，探讨激光喷丸IN718镍基合金诱导的残余压应力分布、微观组织与位错结构的高温演变规律，及其对疲劳裂纹很好塑性区损伤行为和疲劳裂纹扩展模式的影响机制，并结合高温氧化膜与裂纹萌生、扩展的交互作用，从多方面揭示激光喷丸强化抗高温疲劳延寿的本质原因本书兼有学术研究专著和技术参考书的特点，具备较强的理论性和实用性，可供从事激光喷丸强化技术的研究人员、技术人员、试验工作者及高等院校相关专业教师、研究生和大学生参考。

序
前言
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 激光喷丸强化抗常温疲劳性能研究现状
1.2.1 激光喷丸强化技术的工程应用
1.2.2 激光喷丸强化延寿机理研究
1.2.3 工艺参数对激光喷丸后疲劳特性的影响
1.2.4 激光喷丸疲劳裂纹扩展特性的数值模拟
1.3 激光喷丸强化抗高温疲劳性能研究现状
1.3.1 激光喷丸诱导残余压应力的高温松弛
1.3.2 激光喷丸诱导的微观组织高温演变
1.3.3 激光喷丸抗高温疲劳性能研究存在的问题
1.4 激光温喷丸强化和深冷激光喷丸强化技术
1.4.1 激光温喷丸强化技术
1.4.2 深冷激光喷丸强化技术
1.5 研究意义和主要内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
参考文献
第2章 激光喷丸强化抗疲劳裂纹扩展延寿理论
2.1 疲劳裂纹扩展特性研究概况
2.2 线弹性断裂力学中的基本概念
2.2.1 裂纹很好弹性应力场和位移场
2.2.2 应力强度因子
2.2.3 裂纹扩展能量释放率
2.2.4 能量释放率与应力强度因子关系
2.3 疲劳裂纹扩展规律
2.3.1 疲劳裂纹扩展速率的断裂力学描述
2.3.2 疲劳裂纹扩展的微观机理
2.4 激光喷丸对疲劳裂纹扩展特性的影响
2.4.1 激光喷丸对应力强度因子的影响
2.4.2 激光喷丸对疲劳裂纹扩展阈值的影响
2.5 激光喷丸前后的疲劳裂纹扩展寿命估算
2.5.1 外加载荷诱导的应力强度因子K
2.5.2 激光喷丸后残余压应力诱导的应力强度因子K
2.5.3 未喷丸CT试样的疲劳裂纹扩展寿命估算
2.5.4 激光喷丸后CT试样的疲劳裂纹扩展寿命估算
2.6 裂纹张开位移准则
2.6.1 裂纹张开位移方法概述
2.6.2 裂纹张开位移试验设计
2.7 激光喷丸后的疲劳断口定量分析方法
2.7.1 断口定量反推疲劳应力主要方法
2.7.2 断口定量分析疲劳寿命的主要方法
2.7.3 疲劳条带的测量方法
2.8 本章小结
参考文献
第3章 激光喷丸强化6061-T6铝合金试样表面完整性研究
3.1 试验材料及方法
3.2 纳米硬度和弹性模量分析
3.2.1 纳米压痕测试设备及方法
3.2.2 表面不同区域的纳米压痕分析
3.2.3 深度方向的纳米压痕分析
3.2.4 不同喷丸次数下的纳米压痕分析
3.2.5 不同激光能量下的纳米压痕分析
3.3 表面形貌和粗糙度分析
3.3.1 表面形貌及粗糙度测试设备及方法
3.3.2 单点激光喷丸后的表面形貌
3.3.3 单点激光喷丸后的表面粗糙度
3.3.4 多点搭接激光喷丸后的表面形貌
3.4 残余应力分析
3.4.1 残余应力测试设备及方法
3.4.2 单面及双面激光喷丸强化后的残余应力分布
3.4.3 不同喷丸次数下沿深度方向的残余应力
3.4.4 CT试样激光喷丸诱导的残余应力的分布
3.5 微观组织分析
3.5.1 微观组织性能测试设备及方法
3.5.2 单点激光喷丸后的微观组织
3.5.3 多点搭接激光喷丸后的微观组织
3.5.4 激光喷丸后微观组织的演变机制及强化机理
3.6 本章小结
参考文献
第4章 激光喷丸强化6061-T6铝合金的疲劳裂纹扩展试验
4.1 单联中心孔试样的疲劳拉伸试验
4.1.1 试验方法及测量设备
4.1.2 激光喷丸次数对疲劳寿命的影响
4.1.3 激光喷丸轨迹对疲劳寿命的影响
4.1.4 激光能量对疲劳寿命的影响
4.2 含预制裂纹CT试样的疲劳裂纹扩展试验
4.2.1 试验方法及测量设备
4.2.2 不同激光能量下的疲劳裂纹扩展特性
4.2.3 不同喷丸轨迹下的疲劳裂纹扩展特性
4.3 CT 试样裂尖张开位移和裂纹张开位移分析
4.4 疲劳裂纹扩展试验结果与理论计算的对比
4.5 本章小结
参考文献
第5章 激光喷丸强化6061-T6铝合金的疲劳断口形貌分析
5.1 单联中心孔试样的疲劳断口形貌
5.1.1 疲劳断裂各区的断口特征
5.1.2 激光喷丸次数对疲劳裂纹萌生和扩展性能的增益机理
5.2 CT试样疲劳断口的形貌特征分析
5.2.1 不同激光能量下疲劳断口的宏观和微观形貌特征
5.2.2 不同激光喷丸轨迹下疲劳断口的宏观和微观形貌特征
5.3 疲劳断口的定量分析
5.3.1 宏观裂纹扩展速率与微观裂纹扩展速率
5.3.2 断口定量反推疲劳应力
5.3.3 断口定量反推疲劳寿命
5.4 疲劳断口的三维形貌及粗糙度
5.5 本章小结
参考文献
第6章 激光喷丸强化6061-T6铝合金疲劳裂纹扩展的数值模拟
6.1 激光喷丸强化残余应力的数值模拟方法
6.1.1 ABAQUS软件的功能模块
6.1.2 残余应力模拟中关键问题的处理
6.2 单联中心孔试样疲劳特性的数值模拟
6.2.1 不同激光能量作用下的残余应力
6.2.2 不同喷丸路径下的残余应力
6.2.3 激光喷丸后疲劳特性的有限元分析
6.3 CT 试样疲劳裂纹扩展特性的数值模拟
6.3.1 不同激光能量下的疲劳裂纹扩展特性
6.