具体描述
| 图书基本信息 | |||
| 图书名称 | 激光冲击强化理论与技术 | 作者 | 李应红 |
| 定价 | 118.00元 | 出版社 | 科学出版社 |
| ISBN | 9787030374592 | 出版日期 | 2013-03-01 |
| 字数 | 页码 | ||
| 版次 | 1 | 装帧 | 精装 |
| 开本 | 16开 | 商品重量 | 0.4Kg |
| 内容简介 | |
| 激光冲击强化技术是一种使用千兆瓦级纳秒脉冲激光辐照金属表面，产生高压等离子体冲击波，对金属表面进行改性，使其产生残余压应力、高密度位错和表面纳米化的新技术。该技术具有强化效果佳、可控性强、适应性好等优点，可成功用于提高部件的疲劳强度、消除焊接残余拉应力等方面。《激光冲击强化理论与技术》系统了介绍激光冲击强化理论和技术，主要内容包括：激光诱导等离子体冲击波原理及在介质中传播的特性，冲击波作用下材料表层残余应力场和表面纳米化及其提高疲劳性能的规律和机理，激光冲击强化应用技术和规范等 |
| 作者简介 | |
| 李应红教授，1963年1月生，空军工程大学航空等离子体动力学国防科技重点实验室和飞机推进系统军队重点实验室主任，航空宇航推进理论与工程国家重点学科建设责任人，担任国家安全重大基础研究首席专家。曾当选全国科技工作者、全军英模代表大会代表，入选首批新世纪百千万人才工程*人选、国家教育部“新世纪人才支持计划”，获中国工程院“光华工程科技奖青年奖”、中国科协“求是杰出青年实用工程奖”、军队杰出专业技术人才奖，享受特殊津贴。获国家科技进步一等奖1项，三等奖1项，国家教学成果二等奖1项，军队科技进步一等奖3项、二等奖6项，军队教学成果一等奖2项，发明20项（13项排名）。发表论文130余篇，SCI、EI、ISTP收录102篇，出版专著1部，参编国外专著4部。 |
| 目录 | |
| 序 前言 章概述 1.1金属部件疲劳断裂与表面强化方法 1.1.1疲劳的危害 1.1.2疲劳破坏的过程和抗疲劳制造 1.1.3表面强化方法 1.2激光冲击强化基本原理与特点 1.2.1激光冲击强化基本原理 1.2.2激光冲击强化技术优势 1.3激光冲击强化理论和技术发展历程 1.3.1国外研究发展概况 1.3.2美国应用发展概况 1.3.3我国的发展概况 1.4激光冲击强化中的科学问题 1.4.1高压冲击波作用下材料的动态响应 1.4.2高能激光与材料的相互作用 1.4.3材料激光冲击强化中的多尺度力学问题 1.5激光冲击强化中的技术问题 1.5.1成套设备与综合控制技术 1.5.2强化过程在线监控与质量保证 1.5.3特殊部位强化关键技术问题 1.6本书的主要内容 参考文献 第2章激光诱导等离子体冲击波原理与特性 2.1激光与物质的相互作用基本原理 2.1.1激光辐照效应 2.1.2材料对激光的吸收 2.2激光等离子体基本原理与特性 2.2.1等离子体概念 2.2.2激光等离子体产生的时间尺度 2.2.3激光辐照形成等离子体的过程 2.2.4激光在等离子体中的吸收 2.2.5激光等离子体屏蔽效应 2.2.6激光等离子体的诊断 2.3激光诱导等离子体冲击波的模型与仿真 2.3.1激光维持的燃烧波和爆轰波 2.3.2爆轰波的C.J起爆模型及初始参数计算 2.3.3一维等离子体爆轰波模型研究概况 2.3.4约束条件下爆轰波二维辐射膨胀模型 2.3.5基于Fluent的模型仿真与分析 2.4激光诱导等离子体冲击波压力测试 2.4.1冲击波特性测试的方法 2.4.2水约束层对冲击波压力的影响 2.4.3功率密度及波长对冲击波压力的影响 2.4.4吸收保护层对冲击波压力的影响 参考文献 .viii.第3章激光等离子体冲击波在金属材料和空气中的传播 3.1冲击波作用下固体的基本方程式 3.1.1守恒方程 3.1.2固体材料的物态方程 3.2金属材料中的冲击波及其对材料作用过程 3.2.1冲击压缩条件下材料的强度特性 3.2.2激光冲击作用下材料的应变率 3.2.3弹性波和塑性波 3.2.4冲击波对金属材料的作用过程 3.3金属材料中冲击波的反射与衰减 3.3.1金属材料中冲击波的反射 3.3.2金属材料中冲击波的衰减 3.4激光等离子体声波在空气中的传播 3.4.1理想气体中冲击波基本关系 3.4.2激光等离子体声波的产生与发展 3.4.3激光等离子体声波特征测试与分析 参考文献 第4章激光冲击金属材料应力应变场数值仿真 4.1引言 4.2数值仿真基本方法 4.3高应变率条件下材料的动态本构模型 4.3.1常用动态本构模型 4.3.2材料动态本构模型修正 4.3.3模型参数获取方法 4.4板材激光冲击仿真与分析 4.4.1冲击波传播规律 4.4.2残余应力场的形成机制及分布特点 4.4.3不同冲击参数下激光冲击强化仿真 4.4.4激光冲击残余应力洞形成机制与分布特点 4.5构件激光冲击仿真分析和设计流程 4.5.1模拟叶片激光冲击强化仿真分析 4.5.2钛合金叶片的数值仿真分析 4.5.3基于数值仿真的激光冲击强化设计 参考文献 .ix.第5章激光冲击金属材料的残余应力测试与分析 5.1金属材料残余应力的测试方法 5.1.1X射线衍射法 5.1.2结合光栅应变花的盲孔法 5.2激光冲击金属材料的残余应力场特征 5.3强化参数对残余应力场的影响 5.3.1激光功率密度对残余应力场的影响 5.3.2光斑大小对残余应力场的影响 5.3.3脉宽对残余应力场的影响 5.3.4强化次数对残余应力场的影响 5.3.5约束层、吸收保护层对残余应力场的影响 5.3.6光斑搭接率对残余应力场的影响 5.3.7激光斜冲击角度对残余应力场的影响 5.3.8双面对冲下残余应力场分布情况 5.4激光冲击强化残余应力均匀性分析 5.4.1光斑形状与强化均匀性 5.4.2光斑布置方式和强化均匀性 5.5激光冲击强化后金属材料残余应力热松弛 5.5.1马氏体不锈钢激光冲击强化残余应力热松弛 5.5.2镍基高温合金激光冲击强化残余应力热松弛 参考文献 第6章激光等离子体冲击波表面纳米化 6.1引言 6.2激光等离子冲击波表面纳米化微观组织特征 6.2.1激光冲击钛合金表面纳米化 6.2.2激光冲击镍基高温合表面纳米化 6.2.3激光冲击马氏体不锈钢表面纳米化 6.2.4304不锈钢表面纳米化 6.3激光诱导等离子体冲击波表面纳米化机制 6.3.1位错的形成 6.3.2纳米晶的形成 6.3.3激光等离子冲击波表面纳米化参数范围 6.4激光等离子冲击波表面纳米晶热稳定性 6.4.1钛合金表面纳米晶热稳定性 6.4.2镍基高温合金表面纳米晶热稳定性 6.4.3激光冲击表面纳米晶的热稳定性机理 参考文献 .x.第7章激光冲击提高金属材料疲劳性能的作用及机制 7.1激光冲击金属材料表层硬化 7.1.1钛合金表面硬化 7.1.2镍基合金表层硬化 7.1.3不锈钢表层硬化 7.2激光冲击提高金属材料疲劳性能的试验结果 7.2.1振动疲劳试验考核方法 7.2.2激光冲击提高钛合金疲劳性能 7.2.3激光冲击提高镍基合金疲劳性能 7.2.4激光冲击提高不锈钢疲劳性能 7.2.5激光冲击提高铝合金疲劳性能 7.2.6激光冲击强化提高钛合金叶片抗外物打伤性能 7.3表面纳米化和残余压应力的复合强化机制 7.3.1表面纳米化提高疲劳强度机制 7.3.2残余压应力提高疲劳强度机制 参考文献 第8章激光冲击强化应用技术 8.1激光冲击强化的基本过程 8.2金属材料激光冲击强化应用规范 8.2.1金属材料激光冲击强化参数范围 8.2.2金属材料激光冲击强化疲劳强度提高的范围 8.2.3激光冲击强化质量检验方法 8.3特殊部件（位）激光冲击强化工艺技术 8.3.1薄壁叶片激光冲击强化工艺技术 8.3.2小孔孔边激光冲击强化技术 8.3.3叶片/盘榫槽部位激光冲击强化技术 8.4激光冲击强化复合修复技术 8.4.1激光修复技术 8.4.2激光焊接/熔覆与冲击复合修复技术 8.5激光冲击与表面扩散渗入复合技术 8.5.1激光冲击与渗铝复合处理 8.5.2激光冲击与渗氮复合处理 8.5.3激光冲击与渗碳复合处理 8.5.4激光冲击与表面扩散渗入复合技术机理 参考文献 .xi.第9章激光冲击强化成套设备技术 9.1激光冲击强化成套设备组成与通用设备 9.1.1激光冲击强化成套设备组成 9.1.2高功率脉冲激光器 9.1.3机器人 9.2吸收保护层自动涂覆/去除与外光路技术 9.2.1吸收保护层自动涂覆/去除装置 9.2.2外光路技术 9.3激光冲击强化控制与监控技术 9.3.1控制系统设计 9.3.2强化路径规划控制与定位控制技术 9.3.3激光冲击过程监控技术 参考文献 |
| 编辑推荐 | |
| 《激光冲击强化理论与技术》是航空推进技术专家李应红教授的**研究成果，金属材料新型表面强化技术——激光冲击强化进行了深入、系统的讨论。《激光冲击强化理论与技术》的出版将推动冲击波作用下材料的动态响应、激光冲击强化技术应用研究，促进激光冲击强化在飞机/发动机、地面燃气轮机等部件上的应用，提高装备的安全性和可靠性，为*终实现该技术的规模化工业应用提供理论基础和技术指导。《激光冲击强化理论与技术》的特色是从激光冲击强化机理、设备、工艺和应用等方面，“四位一体”开展研究，系统性强；提出了激光等离子体冲击波表面纳米化，并探讨了相应的机理和应用方法，创新性好；理论结合实际对具体部件进行激光冲击强化设计，工程应用价值较高。 |
| 文摘 | |
| 序言 | |
用户评价
这本书《激光冲击强化理论与技术》的名字让我立刻联想到那些能够改变物质性质的“魔法”。我一直对能够通过非接触、高精度的方式来提升材料性能的技术非常感兴趣，而激光冲击强化正是这样一项令人兴奋的技术。我尤其期待书中能够详细解读“理论”的部分。这涉及到激光能量如何被转化为冲击波，冲击波在材料内部又是如何传播并最终改变材料的微观结构的？我希望书中能用清晰的语言和严谨的数学模型来解释这些过程，例如，冲击波的幅度和持续时间如何影响材料的塑性变形？晶粒的细化、位错的增殖以及相变的诱导，这些微观变化与宏观性能（如硬度、强度、疲劳寿命）的提升之间存在着怎样的内在联系？在“技术”层面，我更关心如何将这些理论知识转化为实际应用。书中是否会详细介绍不同类型激光器（例如，短脉冲激光、超短脉冲激光）在冲击强化中的优势和局限性？工艺参数如激光能量、脉冲宽度、重复频率、扫描策略等，是如何影响强化效果的？如何针对不同材料（如高强度钢、钛合金、铝合金）设计最优的冲击强化工艺？此外，我非常想知道，这项技术在哪些具体的工业领域具有广阔的应用前景，例如在航空航天、汽车制造、能源装备、生物医学等领域，它又将如何发挥其独特的价值？这本书能否为我打开一扇了解和掌握这项前沿技术的大门，是我关注的重点。
评分我对这本书的封面设计和排版风格就充满了期待。一本关于“激光冲击强化”的书，通常意味着严谨的科学内容，但优秀的图书设计能够让这些深奥的知识变得更加易于接受。我希望这本书在视觉上是清晰、专业且具有现代感的，这能让我更愿意花时间去阅读。从书名中“理论”和“技术”这两个词的并列，我推测这本书会力求做到理论与实践的有机结合。一方面，它应该会深入浅出地介绍激光冲击强化所依赖的基础物理原理，例如材料力学、激光物理、冲击波动力学等。我特别好奇书中是如何解释冲击波在材料内部的传播路径、能量衰减以及其引起的应力集中现象的。是否存在一些关键的物理参数，如激光脉冲的功率密度、能量密度、作用时间和材料的力学特性，它们之间存在怎样的定量关系？另一方面，我也非常期待书中能详细阐述实现激光冲击强化的具体技术细节。这可能包括不同类型激光器的选择（如Nd:YAG、飞秒激光等）、聚焦光斑的形成与控制、靶材的准备、以及工艺过程中的冷却与保护措施。例如，如何避免激光对材料表面的热损伤，如何精确控制冲击区域的大小和深度，这些都是实际应用中至关重要的技术考量。如果书中还能包含一些典型的应用案例，比如在航空发动机叶片、精密模具、医疗器械等领域的成功应用，那就更好了，这将极大地增强我对这本书内容的理解和对这项技术的信心。
评分《激光冲击强化理论与技术》这本书，光从名字就能感受到其内容的专业性和前沿性。我一直对材料科学领域中的那些能够“化平凡为神奇”的技术手段充满了好奇，而激光冲击强化，听起来就像是利用激光的能量“锤炼”材料，使其获得更优异的性能。我非常期待书中能够深入讲解“理论”部分。这意味着我希望能了解到激光冲击强化背后的物理学原理，例如，高能激光脉冲是如何在材料表面产生强大的冲击波？这些冲击波在材料内部的传播路径、能量分布以及其对材料微观结构（如晶界、位错、孪晶等）产生的具体影响是什么？我希望书中能有清晰的图示和严谨的公式来解释这些过程，让我能够理解从微观形变到宏观性能提升的完整链条。在“技术”层面，我更关注实际操作的细节和可行性。书中是否会详细介绍不同类型的激光器（比如，长脉冲、短脉冲、超短脉冲激光）在冲击强化中的应用特点和适用范围？工艺参数，如激光能量密度、脉冲宽度、重复频率、光斑大小、扫描策略以及冷却方式，又将如何精确地影响最终的强化效果？我期待书中能够提供一些经典的工艺案例，展示如何在不同的材料（如金属、陶瓷、复合材料）上实现高效的强化，以及这些技术在航空航天、汽车、模具等关键领域的实际应用前景。
评分一本关于激光冲击强化的书，光听名字就觉得内容相当硬核，但又充满了科技的魅力。我一直对材料科学和先进制造技术很感兴趣，特别是那些能够赋予材料更优异性能的方法。激光冲击强化，这个名字本身就带着一种“重塑”和“提升”的意味。想象一下，用强大的激光束去冲击材料表面，这不是简单的破坏，而是通过能量的注入，改变材料微观结构的分布，从而提升其力学性能，比如硬度、强度、疲劳寿命等等。这其中蕴含的物理原理一定非常深邃，涉及到材料在高速加载下的形变机制，以及激光能量与材料的相互作用。我很好奇书中会详细介绍哪些关键的理论，比如冲击波的产生和传播、应力波的聚焦与反射、以及这些波如何影响材料的晶格结构和位错运动。同时，技术层面也非常吸引人，实际的工艺参数如何控制？如何选择合适的激光器？如何设计冲击的几何形状和能量密度？这些都会直接影响最终的强化效果。而且，这种技术在哪些领域有应用前景？是航空航航天、汽车制造，还是精密仪器？这些都是我非常期待在书中找到答案的问题。这本书的出版，无疑为我这样对前沿科技充满好奇心的读者提供了一个深入了解激光冲击强化这一重要技术的绝佳机会。我希望书中不仅有理论的深度，还有技术的广度，能够解答我心中关于这一领域的种种疑问，甚至激发我进一步的研究兴趣。
评分这本书的名字《激光冲击强化理论与技术》本身就充满了吸引力，它勾勒出一种用光的力量重塑材料性能的图景。我一直以来都对那些能够实现“精密打击”并带来显著性能提升的先进制造技术抱有浓厚的兴趣，而激光冲击强化无疑是其中的佼佼者。我非常期待书中能够深入探讨“理论”的精髓。这是否意味着书中会详细解析激光脉冲如何在高能量密度作用下，在材料表面瞬间产生强大的冲击波？而这些冲击波又如何以超声速传播，并在材料内部引发一系列复杂的微观结构演变，比如晶粒的细化、位错的增殖、甚至诱导应力诱导马氏体相变等？我希望书中能够提供清晰的物理模型和数学描述，让我能够理解这些微观机制与宏观性能提升之间的定量关系，比如硬度、强度、疲劳极限和残余应力等。在“技术”层面，我更关注其实际操作的可行性和优化。书中是否会详细介绍各种激光器（如Nd:YAG、光纤激光器、飞秒激光器）在冲击强化中的应用特点、优缺点以及选择依据？具体的工艺参数，如激光能量密度、脉冲宽度、重复频率、扫描路径和冷却方式，又将如何影响最终的强化效果？我期待书中能够提供一些经典的工艺案例和优化思路，帮助我理解如何根据不同材料和应用需求来设计最优的强化工艺。这项技术在汽车、航空航天、能源等关键领域的应用前景，也是我非常关注的。
评分这本《激光冲击强化理论与技术》听起来就是那种能够打开新世界大门的学术专著。我一直对材料的“硬实力”提升有着浓厚的兴趣，而激光冲击强化这个概念，听起来就充满了未来感和科技感。我脑海中勾勒出的画面是，工程师们能够巧妙地运用激光这一“光之利刃”，精准地在材料表面刻下“强化印记”，使其在极端环境下也能游刃有余。我非常想知道，这本书是如何将“理论”与“技术”这两个看似宏观又微观的概念融为一体的。在理论层面，我期待能够深入理解激光冲击强化背后的微观机制，例如冲击波是如何在材料内部传播的？它如何影响材料的晶体结构，是会引起位错滑移、晶界滑移，还是会发生相变？这些微观层面的变化，最终又是如何转化为宏观性能的提升，比如硬度的增加、抗疲劳强度的提高、或者耐磨性的增强？我希望书中能提供一些清晰的物理模型和数学公式来解释这些过程。而在技术层面，我更关注实际操作的细节。如何选择合适的激光器？不同的激光器（比如皮秒激光、飞秒激光）在冲击强化中扮演着怎样的角色？工艺参数如能量密度、脉冲宽度、重复频率、扫描方式等，又是如何影响强化效果的？书中会不会提供一些具体的工艺流程和优化方法？此外，我想了解这项技术在哪些具体的应用场景中展现出优势，比如在航空航天、汽车工业、生物医学工程等领域。这本书的深度和广度，决定了我是否能从中获得真正有价值的知识和启发。
评分这本书的题目《激光冲击强化理论与技术》直击了我一直以来关注的材料科学与工程领域的一个重要方向。我深信，通过科学的手段来提升材料的性能，是推动现代工业发展的关键。激光冲击强化，这个概念本身就充满了神秘感和力量感，仿佛是用一种高科技的“点石成金”术，让材料焕发新生。我非常想了解书中是如何阐述“理论”的。这是否意味着它会深入剖析激光冲击过程中产生的冲击波动力学，包括冲击波的产生机制、传播规律、应力集中以及其与材料微观结构（如晶界滑移、位错增殖、相变等）的相互作用？我期待书中能有详实的理论推导和模型分析，让我能够深刻理解这项技术背后的科学原理。同时，我更关心“技术”的应用。书中会详细介绍如何选择合适的激光器类型、如何精确控制激光的能量密度、脉冲宽度、重复频率等关键工艺参数，以达到最佳的强化效果吗？不同材料，如金属合金、陶瓷、甚至是复合材料，在接受激光冲击强化时，是否需要采用不同的工艺策略？我尤其感兴趣的是，这项技术在航空航天、汽车制造、能源装备等高要求领域的具体应用案例，以及它如何帮助解决实际工程中的难题，比如提升零部件的疲劳寿命、耐磨性或硬度。这本书能否为我提供一套系统性的知识体系和实践指导，是我衡量其价值的重要标准。
评分听到《激光冲击强化理论与技术》这个书名，我的第一反应就是它肯定是一本非常有分量的学术著作，尤其是在材料科学和精密制造领域。我一直对那些能够“化腐朽为神奇”的技术感到着迷，而激光冲击强化听起来就是这样一种能够赋予普通材料非凡性能的神奇技术。我非常好奇书中是如何阐述“理论”部分的。它是否会从材料微观结构的角度出发，深入剖析激光冲击波在材料内部的产生、传播和相互作用机制？比如，冲击波的应力集中是如何引发材料的塑性变形，进而导致晶粒细化、位错密度增加，甚至诱导新的强化相的形成？我期待书中能够提供一些清晰的物理模型和示意图来解释这些复杂的过程，让我能够直观地理解其背后的科学原理。在“技术”层面，我更关注实际操作的细节。如何精确控制激光的参数，如能量密度、脉冲宽度、重复频率、光斑尺寸以及作用时间？这些参数的微小变化，又会对材料的强化效果产生怎样的影响？书中是否会介绍不同类型材料（如金属合金、陶瓷、聚合物）的冲击强化工艺特点和优化策略？此外，我还对这项技术在实际工业中的应用前景非常感兴趣。它能否用于提升关键零部件的疲劳寿命，例如航空发动机的涡轮叶片、汽车发动机的曲轴等？能否用于改善精密模具的耐磨性，延长其使用寿命？这本书的价值，很大程度上取决于它能否将深奥的理论知识转化为可操作、可应用的工程技术，并展示其在各个领域的实际潜力。
评分这本书的书名《激光冲击强化理论与技术》直击了材料科学与工程领域的核心痛点——如何有效地提升材料的性能，以满足日益严苛的应用需求。我之所以对这本书产生浓厚的兴趣，是因为它所涉及的“激光冲击强化”是一种非常规但极具潜力的材料改性方法。在传统的热处理、机械加工之外，激光技术以其高能量密度、精准控制的特点，为材料强化开辟了新的思路。我猜想，这本书会深入探讨激光冲击强化背后的物理机制，比如冲击波的产生、传播以及其对材料微观结构的影响。这不仅仅是简单的加热或冷却，而是利用超短脉冲激光瞬间提供的巨大能量，在材料表面产生极高的应力，进而引发塑性变形，形成细化晶粒、激活位错、甚至诱导相变等一系列微观结构的变化，最终达到强化的目的。我特别想了解，这些理论是如何被量化和描述的？是否有成熟的数学模型来预测强化效果？而在技术层面，如何精确控制激光的波长、脉冲宽度、能量密度、重复频率以及扫描路径，才能实现最优的强化效果？这些参数的微小变化，可能会带来截然不同的结果。此外，不同材料对激光冲击的响应方式也会有所不同，书中是否会针对不同类型的材料（如金属、陶瓷、复合材料）给出详细的工艺指导和案例分析？这本书的出现，对于那些希望在材料性能提升方面寻求突破的工程师和研究人员来说，无疑是一份宝贵的参考资料。
评分《激光冲击强化理论与技术》这个书名，让我立刻感觉到一股强大的科技力量扑面而来。我一直对那些能够利用尖端技术来改变材料固有属性的方法深感兴趣，而激光冲击强化，这个词汇本身就暗示着一种高效、精准的“升级”过程。我非常期待书中能够详尽地阐述“理论”部分，希望能够深入理解激光冲击的物理本质。这是否意味着书中会从原子、分子层面，甚至到晶格结构层面，去解析激光能量是如何在极短时间内转化为巨大的机械应力，从而引发材料内部的塑性变形，比如位错的产生与运动、晶粒的细化、以及可能发生的相变？我希望书中能提供一些关于冲击波在材料中传播的详细模型，以及这些微观变化如何最终转化为宏观性能的提升，例如硬度、强度、疲劳寿命的显著增强。在“技术”层面，我更关注实际操作的细节和工程应用。书中是否会介绍不同类型激光器的性能特点及其在冲击强化中的优势和劣势？例如，脉冲宽度对强化效果的影响，以及如何通过控制扫描路径、重复频率等参数来优化强化区域和效果？我希望书中能包含一些具有代表性的应用案例，比如在航空发动机关键部件、高精度模具、甚至生物医学植入物等领域，激光冲击强化是如何发挥其独特作用的。这本书的价值，就在于能否将抽象的科学原理，转化为切实可行、能够解决实际工程问题的技术方案。
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