航空发动机薄壁叶片激光等离子体冲击超高应变率变形机理

摘要

激光诱导等离子体冲击波对金属材料表面作用,可显著提高航空发动机薄壁叶片的抗疲劳能力.但由于缺乏对冲击波作用下钛合金材料的超高应变率动态响应和薄壁叶片中弹塑性应力波传播规律的深刻理解,严重制约了该技术在航空发动机叶片上的应用.以钛合金薄壁叶片为研究对象,构建冲击波作用下钛合金超高应变率本构模型,以探究冲击波在薄壁叶片中的传播规律和叶片变形机理为核心,采用理论研究、实验测试和数值仿真相结合的方法,解决激光等离子体冲击载荷下超高应变率本构模型的不足和动态力学性能参数难以直接获取等问题,揭示了冲击波在叶片中的传播和耦合规律,实现薄壁叶片变形控制和残余应力场优化,为叶片的激光冲击强化工艺设计奠定基础.