激光冲击波诱导2024铝合金表面动态应变特性试验研究及理论分析.pdf

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1、第41卷第9期中国激光Vo1．41，No．92014年9月CHINESEJOURNALOFLASERSSeptember，2014激光冲击波诱导2024铝合金表面动态应变特性试验研究及理论分析曹宇鹏冯爱新。薛伟花国然温州大学机电工程学院，浙江温卅l325O35南通大学机械工程学院，江苏南通226O19江苏大学机械工程学院，江苏镇江212O13摘要为研究脉冲激光冲击波诱导2024铝合金表面的动态应变特性，采用脉冲激光对2024铝合金试样表面进行冲击，并利用聚偏氟乙烯(PVDF)压电传感器测量了脉冲激光作用下2024铝合金表面的动态应变，建立了脉冲激光冲击波加

2、载2024铝合金表面的动态应变模型，并通过试验数据对该模型进行了分析验证。研究结果表明，通过调整脉冲激光的作用参数可以控制激光冲击波与表面波不产生耦合；2024铝合金在激光冲击波诱导高应变率作用下的动态应力一应变关系曲线与在静力拉伸条件下的静态应力一应变关系曲线类似；脉冲激光冲击波加载2024铝合金表面动态应变的模型与试验结果一致。关键词激光光学；激光冲击波；压电传感器；铝合金；动态应变中图分类号TN249文献标识码Adoi：10．3788／CJL201441．0903004ExperimentalResearchandTheoreticalStudyof

3、LaserShockWaveInducedDynamicStrainon2024AluminumAlloySurfaceCaoYupeng''。FengAixin'。XueWeiHuaGuoranSchoolofMechanicalandElectricalEngineering，WenzhouUniversity，Wenzhou，Zhejiang325035，ChinaSchoolofMechanicalEngineering，NantongUniversity，Nantong，Jiangsu226019，China。SchoolofMechanical

4、Engineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang，Jiangsu212013，ChinaAbstractInordertostudythedynamicstrainon2024aluminumalloysurfaceinducedbyapulsedlasershockwave．thepulsedlaseriSusedtoimpactona2024aluminumalloysample．andthedynamicstrainonthe2024aluminumalloysurfacewhichisundertheeffectoft

5、hepulsedlasershockismeasuredbyapolyoinglidenefluoride(PVDF)piezoelectricsensor．Adynamicstrainmodelof2024aluminumalloysurfaceloadedbythepulsedlasershockwaveiSestablishedandverifiedbyexperimentaldata．Theresultsshowthatthelasershockwaveandsurfacewavecantcouplebyadjustingtheparameters

6、oflaserpulse．Therelationshipcurveofthedynamicstress—strainof2024aluminumalloyunderhighstrainrateofpulsed1asershockwaveissimilartOthestaticstress-strainrelationshipcurveof2024aluminumalloyunderstatictensilecondition．Theexperimentalresultsareconsistentwiththedynamicstrainmodelof2024

7、aluminumalloysurfaceloadedbythepulsedlasershockwave．Keywordslaseroptics；lasershockwave；piezoelectricsensor；aluminumalloy；dynamicstrainOCIScodes140．339O：280．5475：160．3900收稿日期：20l4．O2．11；收到修改稿日期：2014-03—21基金项目：国家自然科学基金(51175237，51305050)、江苏省普通高校研究生科研创新计划(CXLX13—642)、“高档数控机床与基础制造装备”科

8、技重大专项(2013ZX04009031-4)、浙江省国际科技合作