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內容簡介

　　激光空化強化技術是一種新型的材料錶麵改性處理技術。《激光誘導空泡空化強化理論與技術》詳細闡述激光誘導空泡空化強化並抑製空蝕的理論和技術。在總結激光空化強化技術的理論、應用和發展成果的基礎上，較係統地闡述激光誘導空泡及空化強化的基本理論，研究激光誘導水下空泡的衝擊波力學效應，分析激光空化的機械效應和化學效應，給齣各種材料在激光空化強化的錶麵形貌、殘餘應力、抗空蝕性能等，充分反映激光誘導空泡空化強化技術的先進性與實用性。《激光誘導空泡空化強化理論與技術》還給齣諸多具體的應用實例，具有較好的可讀性和藉鑒性。

目錄

目錄
前言
第1章 空化簡介 1
1.1 概述 1
1.2 空化與空蝕 1
1.3 空化汽化與空化液化 6
1.4 空化內涵與分類 8
1.4.1 空化的內涵 8
1.4.2 空化的分類 9
1.5 空化核與空化數 10
1.5.1 空化核 10
1.5.2 運動平衡與氣核悖理 11
1.5.3 空化初生和空化數 13
1.6 空化效應與空化強化 15
1.6.1 空化的能量效應 15
1.6.2 空化強化與激光空化方法 16
1.7 本章小結 18
參考文獻 18
第2章 激光等離子體衝擊波和空化空泡特性 21
2.1 概述 21
2.2 激光擊穿液態物質 21
2.3 激光誘導等離子體衝擊波 23
2.3.1 激光等離子體衝擊波形成 23
2.3.2 水下衝擊波的基本方程 25
2.4 氣泡動力學與氣泡特性 30
2.4.1 氣泡動力學Rayleigh-Plesset(R-P)方程 30
2.4.2 氣泡的生長、潰滅與迴彈 31
2.5 激光誘導水下空泡脈動作用 33
2.5.1 球形蒸氣泡潰滅過程 34
2.5.2 含氣量修正 36
2.5.3 液體黏性、錶麵張力和可壓縮性影響 39
2.6 近壁麵的激光誘導空泡脈動 41
2.6.1 球形空泡的非對稱潰滅和微射流機理 42
2.6.2 空泡潰滅的衝擊波壓力 45
2.6.3 球形空泡潰滅後的迴彈與衝擊波 50
2.7 本章小結 52
參考文獻 52
第3章 激光空化的力學強化效應 55
3.1 概述 55
3.2 脈衝激光對聲壓信號探測 55
3.2.1 聲壓信號探測係統 55
3.2.2 水聽器探測原理 57
3.3 多參數脈衝激光實驗對比分析 59
3.3.1 聲壓信號對比分析 59
3.3.2 靶材作用對比分析 61
3.4 激光脈衝能量對聲壓信號的影響 63
3.4.1 聲壓信號與力學效應轉換關係 63
3.4.2 激光能量與靶材作用力的關係 63
3.5 本章小結 65
參考文獻 65
第4章 激光空化仿真研究 66
4.1 概述 66
4.2 近壁麵空泡脈動模擬研究 66
4.2.1 模型建立與邊界條件設置 66
4.2.2 湍流模型及參數設置 69
4.2.3 模擬結果與分析 71
4.3 激光空泡不同液體近壁麵仿真 78
4.3.1 模型建立與邊界條件設置 78
4.3.2 模擬結果與分析 80
4.4 不同離焦量下的激光空化仿真 87
4.4.1 模型建立與邊界條件設置 87
4.4.2 模擬結果與分析 90
4.5 本章小結 96
參考文獻 96
第5章 激光空化強化和化學強化效應 98
5.1 概述 98
5.2 激光空化強化理論 98
5.2.1 空化泡理論基礎 98
5.2.2 激光空化化學強化 101
5.3 金屬材料激光空化強化機理 102
5.3.1 2A02 靶材激光空化作用 102
5.3.2 激光空化強化實驗 103
5.3.3 實驗方案的選擇 105
5.3.4 激光能量和離焦量對靶材機械性能的影響 107
5.4 激光空化的化學強化效應 111
5.4.1 羥自由基與化學強化作用效果 111
5.4.2 激光空化羥自由基的檢測 111
5.4.3 激光能量對羥自由基含量的影響 117
5.4.4 激光空化強度與靶材性能對應關係 120
5.5 本章小結 124
參考文獻 124
第6章 近壁麵激光空化強化 127
6.1 概述 127
6.2 激光空化對機械性能的影響 127
6.2.1 激光空化對材料作用分析 127
6.2.2 激光能量對錶麵形貌的影響 128
6.2.3 激光能量對硬度的影響 131
6.2.4 激光能量對殘餘應力分布的影響 135
6.3 不同液體近壁麵激光空化效果 139
6.3.1 不同液體激光空化強化實驗係統 139
6.3.2 近壁麵激光空泡的脈動過程 140
6.3.3 液體對閤金錶麵性能的影響 142
6.4 本章小結 147
參考文獻 147
第7章 激光空化抗空蝕性能提升 149
7.1 概述 149
7.2 水機材料的抗空蝕性 149
7.3 抗空蝕機理與錶徵 150
7.3.1 機械衝擊機製 151
7.3.2 熱、化學腐蝕機製 151
7.3.3 抗空蝕研究方法 152
7.4 典型鑄鐵的抗空蝕性能提升 154
7.4.1 激光空化及空蝕實驗過程 154
7.4.2 激光空化對鑄鐵性能的影響 158
7.4.3 鑄鐵材料超聲空蝕實驗 162
7.4.4 激光能量對抗空蝕性能的影響 165
7.4.5 空化作用鑄鐵材料錶麵的抗空蝕機製 170
7.5 鋁閤金抗空蝕性能提升 171
7.5.1 鋁閤金實驗設備及方法 171
7.5.2 3.5%NaCl溶液對材料空蝕性能的影響 174
7.5.3 激光空化對空蝕速率的影響 175
7.5.4 激光空化對材料硬度的影響 176
7.5.5 激光空化對空蝕形貌的影響 177
7.6 本章小結 179
參考文獻 180
第8章 激光空化強化技術與成套試驗裝備 182
8.1 概述 182
8.2 激光空化強化技術 182
8.3 激光空化強化成套試驗裝備 184
8.3.1 激光誘導空化強化效果研究平颱 184
8.3.2 激光器及相關設備介紹 185
8.3.3 激光誘導高性能水泵材料空化強化試驗裝備 187
8.3.4 激光誘導泵閥芯空化強化試驗裝備 189
8.3.5 激光誘導空化提高水泵葉輪強度試驗裝備 191
8.3.6 多係統自動化協調工作的激光誘導空化強化試驗裝備 193
8.3.7 高空化激光強化效率試驗裝備 195
8.4 本章小結 196
參考文獻 196
索引 197
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