研究目的
研究新型激光路径（水平与垂直往复式-HVR）相较于传统激光路径对激光冲击过程中残余应力分布平衡的影响。
研究成果
与传统路径相比，HVR路径显著改善了材料表面残余应力的分布平衡，解决了激光与应力脉冲时间差导致的应力不平衡问题。冲击区域的形状也会影响应力分布，而无论区域形状如何，HVR路径都显示出更好的效果。
研究不足
该研究聚焦于TiAl合金，可能无法推广至所有材料。激光冲击区域形状对应力分布的影响有待进一步探究。
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激光冲击强化工艺新型激光路径研究
DOI：10.1016/j.ijleo.2019.163995
期刊：Optik
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
在大多数激光冲击强化实验中，通常采用传统的典型激光扫描路径。然而，该工艺诱导的表面残余应力分布不均衡——当最小轴向上的残余应力释放时，激光冲击效果将失效。为此我们开发了新型水平垂直往复（HVR）扫描路径，该方案既降低了残余应力分布的不均衡性，又提升了工艺效率。
传统路径的应力失衡源于激光脉冲与应力脉冲的时间差：应力会沿激光路径方向叠加，这是导致材料表面应力分布不均的主因。多数情况下激光脉宽为12-20纳秒，而应力脉宽是其三倍。仿真结果显示传统X轴应力比Y轴大25%，而HVR路径两者几乎相等。实验不仅证实两种路径的应力分布差异，还表明激光冲击区域差异同样影响应力分布——路径差异引发应力失衡的根源在于叠加效应，而区域差异导致分布不同的原因则是回弹效应。
作者：
Yang Hao，Zhao Jibin，Wu Jiajun，Wang Tianran
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