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激光冲击响应的动态分析：实验与数值研究

DOI：10.1016/j.ast.2019.105430 期刊：Aerospace Science and Technology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 激光是一种具有非接触、高可控性和宽频带频率优势的优良冲击源，在替代传统机械冲击和模拟热冲击方面具有巨大潜力。本文通过实验与数值模拟相结合的方法研究了激光冲击诱导的动态响应。首先开展激光冲击试验，实验研究了激光冲击响应的一般特性，并通过冲击响应谱评估了透明覆层和吸能涂层的影响。进一步建立有限元模型，并通过对比仿真与实验结果进行验证?；诟糜邢拊Ｐ?，评估了激光功率密度、脉宽和光斑尺寸对动态响应的影响。结果表明：激光冲击响应具有优异的高频和宽频特性，添加透明覆层与吸能涂层可显著提升激光冲击的冲击响应谱幅值；冲击响应谱幅值与激光功率密度呈二次方相关性；激光脉宽对冲击响应谱斜率影响显著，而功率密度与光斑尺寸对斜率影响较小。
作者： Huipeng Yan，Zhaoye Qin，Wei Zhang，Anbo Ming，Xixiong Wang，Fulei Chu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过实验和数值模拟研究激光冲击作用下铝合金板的动态响应。

研究成果

通过实验和数值模拟研究了激光冲击诱导的动态响应。透明覆盖层和吸能涂层能显著提高SRS幅值方面的冲击响应。有限元模型能够模拟铝合金板在激光冲击下的瞬态响应。激光冲击响应的SRS可达数百g甚至更高，并具有极高的宽频特性。激光冲击响应随峰值压力线性增加，与激光功率密度呈二次方关系。激光脉宽对SRS斜率影响显著，而光斑尺寸对其影响甚微。

研究不足

该研究仅限于使用脉冲能量为1.5 J、脉冲持续时间为15 ns的特定激光器及铝合金板材?；肪匙枘嵝вτ爰す獬寤餮沽Φ慕颇Ｐ涂赡艿贾履Ｄ饨峁胧笛槭葜浯嬖诓钜?。

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