研究目的
开发一种新的激光冲击强化(LSP)声发射在线监测方法,以克服传统无损检测方法的局限性,并以统一标准评估LSP质量。
研究成果
该研究成功开发了一种考虑声发射信号传播特性和声发射平面定位功能的新激光冲击强化在线监测方法。该方法可计算反映冲击波强度的材料声发射能量,从而实现激光冲击强化质量的实时评估。材料声发射能量随脉冲激光能量增加而上升,表明其具备激光冲击强化在线监测的潜力。该方法实施简便、耗时低,有利于进一步应用于激光冲击强化的声发射在线监测。
研究不足
该研究承认,由于距离因素会影响声发射信号的衰减,初始信号无法准确用于评估LSP的质量。该方法需要布置多个声发射传感器,并根据检测到的波形和特征参数计算声发射能量,这可能会增加监测过程的复杂性。
1:实验设计与方法选择:
本研究聚焦声发射(AE)信号的传播特性及平面定位功能,通过检测波形和特征参数计算材料的声发射能量。
2:样品选择与数据来源:
实验样品采用45#钢锻板,经线切割制备并抛光至特定表面粗糙度。
3:实验设备与材料清单:
使用SAEU4H-1016-04声发射系统(含配备SWAE4软件的笔记本电脑、SAEU3H声发射仪、PAS20/40/60dB增益可调前置放大器及SR150M声发射传感器),激光冲击强化系统为SIA-LSP-1系列。
4:实验步骤与操作流程:
采用Nelson N. Hsu标准铅笔芯折断法进行声发射信号传播特性测试;激光冲击强化在线监测实验通过布置三只声发射传感器计算材料声发射能量。
5:数据分析方法:
基于声发射信号传播规律及平面定位计算法测算声发射能量。
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SAEU4H-1016-04 AE system
SAEU4H-1016-04
Qing Cheng AE Institute (Guangzhou) Co.,LTD
Used for detecting and analyzing acoustic emission signals during laser shock peening.
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SR150M AE sensor
SR150M
Qing Cheng AE Institute (Guangzhou) Co.,LTD
Used for capturing acoustic emission signals from the material during laser shock peening.
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PAS20/40/60dB gain adjustable preamplifier
PAS20/40/60dB
Qing Cheng AE Institute (Guangzhou) Co.,LTD
Amplifies the acoustic emission signals captured by the AE sensor for further analysis.
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SIA-LSP-1 series LSP system
SIA-LSP-1
Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences
Used for performing laser shock peening on metallic materials.
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ACR-HNDS100 white light confocal displacement sensor
ACR-HNDS100
Schmidt Technology Corporation
Used for accurately measuring the water layer thickness during the LSP process.
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