[发明专利]一种适用于均匀激光冲击的单光束双物理效应协调分配方法及其应用

权利要求书

1.一种适用于均匀激光冲击的单光束双物理效应协调分配方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、确定固体约束层条件下，单光斑辐照区域的残余应力分布状态；

S2、设定多组具有不同液体约束层特征的激光冲击加工工艺，测定单光斑辐照区域的残余应力分布状态，完成步骤S2后即可获得不同液体约束层特征激光冲击加工工艺与其对应单光斑辐照区域残余应力分布状态的初步数据库；

S3、以步骤S1所获得固体约束条件下的单光斑区域残余应力分布状态为基准，确定采用液体约束层时，与步骤S1所获应力分布相同时可获得所述基准残余应力分布状态的液体约束层特征；

S4、在步骤S3的液体约束层特征的基础上，采用变化的液体约束层特征对材料表面进行激光冲击处理；

S5、对变化液体约束层特征的激光冲击处理后的材料表面的单光斑辐照区域进行残余应力的测试；

S6、通过对比所述基准残余应力分布状态与步骤S5获得的不同残余应力分布状态，确定具有最优的均匀强化效果的液体约束层特征，使得“残余应力洞”现象消失或者发生程度最低；

S7、通过控制变量的方式，获得“等离子体冲击”与“空化”效应的发生强度之比由1：0向0.5：0.5转变时，液体约束层特征的变化规律；

S8、在步骤S7获得的变化规律基础上，获得以多光斑区域激光冲击均匀强化为目标时，所需改变的液体约束层特征条件的调整原则；

其中，所述步骤S2、S4中所述液体约束层特征包括材质、粘性和厚度中的任意一种，所述步骤S7中，在控制其他液体约束层特征条件不变的情况下，获得单一液体约束层特征条件对“等离子体冲击”与“空化”的发生强度之比的变化的影响规律。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用K9玻璃作为约束层对待加工材料进行激光冲击处理，并测试单光束辐照区域的材料的表面残余应力分布规律；

所述步骤S1中，“等离子体冲击”与“空化”的发生强度为1：0。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用液体约束层材料对待加工材料进行激光冲击处理，并测定单光束辐照区域的材料的表面残余应力分布规律。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S3中，将步骤S2所获得所述初步数据库中的应力分布状态与步骤S1所获得的应力分布状态进行逐一比对；

获得步骤S2所述初步数据库中与步骤1所获应力分布相同的一组液体约束激光冲击加工工艺，并定义此时获得的液体约束层特征下的激光冲击加工过程中的“等离子体冲击”与“空化”的发生强度为1：0；

定量表征作为基准的残余应力分布状态；具体方法为：确定单光斑中心位置的残余应力数值，定义为RS_{（1：0-中心）}；确定单光斑边缘区域的残余应力数值，定义为RS_{（1：0-边缘）}；取上述两个残余应力的差值作为基准残余应力分布状态下的“残余应力洞”强度，即“等离子体冲击”与“空化”的发生强度为1：0时的“残余应力洞”强度，定义为ΔRS_（1：0）=RS_{（1：0-中心）}-RS_{（1：0-边缘）}。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S5中，对不同液体约束层特征条件下的激光冲击加工工艺所导致的单光斑辐照区域的表面残余应力进行测试；从而获得不同液体约束层特征激光冲击加工工艺与其对应单光斑辐照区域残余应力分布状态的完善数据库。