研究目的
研究无涂层激光冲击处理（LSPwC）和循环载荷条件对2024-T3铝合金裂纹闭合及疲劳裂纹扩展行为的影响。
研究成果
LSPwC处理使R=0.2条件下测试试样的裂纹闭合载荷和裂纹扩展循环次数略有增加，但在R=0.5时影响可忽略。在测试条件下，重叠率的提高并未改善疲劳裂纹扩展行为。未来研究可探索更高脉冲能量的激光以增强喷丸效果。
研究不足
研究发现，重叠率的增加对所采用的LSPwC条件并无效果。表面残余应力表现出高度变异性，且LSPwC的有益效果仅限于载荷比较低（R=0.2）的试验中。
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激光冲击处理铝合金2024-T3的疲劳裂纹扩展行为
DOI：10.1016/j.prostr.2019.08.043
期刊：Procedia Structural Integrity
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
激光冲击处理（LSP）是一种旨在提高结构合金耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能的表面改性技术。近年来，采用低能量激光、短脉冲持续时间、小光斑尺寸及高单次照射面覆盖率的免涂层激光冲击处理（LSPwC）技术逐渐兴起。本研究对2024-T3铝合金预裂纹紧凑拉伸试样两侧进行了LSPwC处理：使用10Hz重复频率、约270mJ脉冲能量的532nm（二倍频）脉冲（9ns）Nd:YAG激光系统，配合500mm焦距透镜实施LSPwC，估算功率密度为5.2GW/cm2，并设置50%与75%两种重叠率。研究旨在探究LSPwC及循环载荷条件对试样裂纹闭合与疲劳裂纹扩展（FCG）行为的影响。在R=0.2和R=0.5两种载荷比下进行恒幅FCG试验，结果显示：相比未处理试样，R=0.2工况下试样的裂纹闭合载荷（Pcl≈1.1-1.2Pmin）与裂纹扩展周期数略有增加，而R=0.5工况无明显效果；此外结果表明，在当前LSPwC条件下提高重叠率并无显著作用。
作者：
C.A.R.P. Baptista，M.S.F. Lima，R. Riva，R.H.M. Siqueira
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