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综述:激光冲击产生拉伸力的应用:从测试到加工
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Optics and Lasers in Engineering 3.5
编辑推荐:
(编辑推荐)本文系统综述了激光冲击技术(LST)在航空航天与船舶工程中粘接质量检测(LASAT)、选择性剥离(LSPS)及拆解(LSDA)领域的非接触式应用,详述其压力生成、冲击波传播与拉伸力诱导失效机制,并指出标准化与智能化是未来突破方向。
Glossary
激光冲击技术(LST)通过高能激光束与材料相互作用诱导冲击波,产生机械效应;激光冲击粘接测试(LASAT)则利用激光冲击产生的拉伸力定量评估界面结合强度,适用于无损检测。
Laser shock pressure
高功率密度脉冲激光照射靶材时,表面材料汽化电离形成爆炸性等离子体,产生动态压力并引发冲击波。1972年首次通过透明介质约束等离子体实现峰值压力显著提升,揭示了自由膨胀与约束状态下的两种力学行为。
Laser shock adhesion test for bonding assessment
LASAT通过激光脉冲在材料内部产生冲击波,利用涂层或粘接层的剥离过程评估材料粘附性。强结合与弱结合状态下产生的速度信号差异,使其适用于涂层-基体界面(如航空复合材料)和胶接强度的定量分析。
Laser shock stripping of coated systems
激光冲击剥离(LSPS)近十年在涂层清除领域取得进展,通过精确控制激光参数实现选择性去涂层,显著降低基体损伤风险,如表4所列的典型应用案例。
Development trends
当前LST面临三大挑战:1)粘附材料冲击后损伤(金属变形/复合材层裂);2)工艺优化不足导致的效率限制;3)自动化程度低制约工业化应用。未来研究将聚焦参数标准化、损伤抑制模型和智能控制系统开发。
Summaries
LST在工程粘接系统的测试(LASAT)与加工(LSPS/LSDA)中展现出独特优势,其核心在于冲击波-拉伸力-界面失效的精准调控。尽管存在基体损伤等问题,通过多物理场耦合仿真与机器学习优化,该技术有望实现航空发动机叶片涂层维护等高端应用。
CRediT authorship contribution statement
第一作者Yanran Wu负责初稿撰写,通讯作者Zhong Ji完成课题设计与资金支持,团队合作体现中国科研机构(国家自然科学基金资助项目52075298)在先进制造技术领域的持续探索。
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