[发明专利]一种激光冲击强化曲面结构的方法

权利要求书

1.一种激光冲击强化曲面结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.测量待加工曲面的形状参数，推导曲面结构特征的数学函数类型，拟合所述待加工曲面的数学函数表达式；

S2.根据材料表面强化要求，确定激光垂直入射待加工表面所需的激光光束能量E₀；

S3.基于激光斜入射条件下的激光能量补偿原则，确定若干特殊冲击区域的位置坐标并计算对应所需的激光光束能量E；

S4.采用待加工曲面的数学函数类型表征激光能量分布得到激光能量分布函数，并将若干特殊冲击区域的位置坐标及其所需的激光能量代入激光能量分布函数，得到最终的激光光束能量分布表达式；若干特殊冲击区域的位置坐标包括待加工曲面的中心点、对称点以及边界点的位置坐标；

S5.根据步骤S4中所述的激光光束能量分布表达式制备激光光束，并对待加工曲面进行冲击强化处理。

2.根据权利要求1所述的激光冲击强化曲面结构的方法，其特征在于，步骤S1中，所述形状参数包括代表曲面形状特征的位置坐标。

3.根据权利要求1所述的激光冲击强化曲面结构的方法，其特征在于，步骤S2中材料表面强化要求包括与激光诱导的冲击压力相关的力学性能及机械性能的要求，所述激光诱导的冲击压力P_max与激光能量密度I₀间的关系表示为式中，I₀为待加工区域单位面积单位时间的激光能量。

4.根据权利要求1所述的激光冲击强化曲面结构的方法，其特征在于，步骤S5中，若激光光束能量分布包括超出激光器性能的数据，则通过减小激光光束辐照的单次冲击面积降低所需的激光光束能量。

5.根据权利要求1所述的激光冲击强化曲面结构的方法，其特征在于，步骤S5中，在对待加工曲面进行冲击强化处理前，对待强化区域进行预处理；所述预处理包括吸收层及约束层的涂覆。

6.根据权利要求1所述的激光冲击强化曲面结构的方法，其特征在于，步骤S5中，所述冲击强化处理采用逐点加工的方式进行。

7.根据权利要求1至6任一项所述的激光冲击强化曲面结构的方法，其特征在于，所述曲面结构包括航空发动机叶片结构及涡轮盘榫槽结构。