航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片激光沖擊強(qiáng)化質(zhì)量的評(píng)估方法

馬澤祥, 郭興旺

(北京航空航天大學(xué) 機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院， 北京 100191)

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航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片激光沖擊強(qiáng)化質(zhì)量的評(píng)估方法

馬澤祥, 郭興旺

(北京航空航天大學(xué) 機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院， 北京 100191)

激光沖擊強(qiáng)化是一種新型的表面處理技術(shù)，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片制造中有重要應(yīng)用。航空葉片在沖擊強(qiáng)化后必須進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，一般的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是葉片的疲勞強(qiáng)度是否提升或殘余壓應(yīng)力是否提升。對(duì)現(xiàn)有的評(píng)估方法進(jìn)行了綜述，重點(diǎn)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片激光沖擊強(qiáng)化的在線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)，總結(jié)了各種方法的特點(diǎn)及其在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況，展望了激光沖擊強(qiáng)化質(zhì)量在線檢測(cè)系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

激光沖擊； 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片； 質(zhì)量評(píng)估

激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)(Laser Shock Processing或Laser Shock Peening，簡(jiǎn)稱LSP)的原理是利用激光脈沖誘導(dǎo)等離子體形成的高壓沖擊波對(duì)工件材料的表面進(jìn)行處理:使用高功率密度(大于1 GW/cm2)的脈沖激光束透過(guò)約束層(Inertial Tamping Layer，一般為2 mm的水簾)和吸收層(Ablative Layer，一般為0.1 mm厚的黑漆涂層)作用在工件表面，激光脈沖的能量使約束層汽化形成等離子體并爆炸產(chǎn)生沖擊波，沖擊波引起的應(yīng)力波在工件內(nèi)部傳播，使材料表面發(fā)生塑性變形，表層應(yīng)力分布發(fā)生變化，進(jìn)而使材料的硬度、耐磨性、屈服強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度等得到有效提高[1-3]。沖擊強(qiáng)化機(jī)理示意如圖1所示[3]

圖1　激光沖擊強(qiáng)化機(jī)理示意

隨著近幾十年的發(fā)展，LSP技術(shù)在國(guó)內(nèi)外被越來(lái)越多地應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的強(qiáng)化處理上。1995年，LSPT公司開(kāi)始研發(fā)用于工業(yè)生產(chǎn)的激光沖擊強(qiáng)化系統(tǒng)；1997年，美國(guó)GE公司引進(jìn)了LSPT公司的激光沖擊強(qiáng)化設(shè)備，并首次將該技術(shù)應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上(F101-GE-102 發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片)，大幅度提升了葉片的抗異物破壞能力和高周疲勞性能。由于該技術(shù)能大大節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用時(shí)間，所以到2002年，該技術(shù)已經(jīng)為美國(guó)空軍節(jié)省了5 900萬(wàn)美元[4-5]。

然而,對(duì)于激光沖擊強(qiáng)化質(zhì)量的評(píng)估，目前的工藝中缺乏對(duì)激光沖擊強(qiáng)化質(zhì)量的在線監(jiān)控，現(xiàn)有的LSP質(zhì)量檢測(cè)方法主要建立在試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。激光沖擊強(qiáng)化效果的在線檢測(cè)是葉片LSP自動(dòng)化生產(chǎn)中的一個(gè)技術(shù)瓶頸。人們希望能夠找到一個(gè)快速的質(zhì)量評(píng)估方法，然而疲勞強(qiáng)度的測(cè)量是比較復(fù)雜的一個(gè)過(guò)程。近幾十年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者投入了大量的精力試圖找到更簡(jiǎn)單方便的評(píng)估方法，對(duì)激光沖擊強(qiáng)化質(zhì)量評(píng)估相關(guān)的文獻(xiàn)或?qū)＠粩喑霈F(xiàn)。筆者對(duì)現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外檢測(cè)手段進(jìn)行了整理與分類:根據(jù)檢測(cè)所得到最終數(shù)值結(jié)果與疲勞強(qiáng)度的關(guān)系，將檢測(cè)手段分為直接測(cè)定和間接評(píng)估；根據(jù)檢測(cè)結(jié)束后被測(cè)工件的受損狀態(tài)，將檢測(cè)分為無(wú)損檢測(cè)和有損檢測(cè)；根據(jù)激光沖擊強(qiáng)化處理是否與質(zhì)量檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行，將檢測(cè)分為在線檢測(cè)和離線檢測(cè)(圖2)。最后,筆者在總結(jié)各種方法的特點(diǎn)及其應(yīng)用的基礎(chǔ)上,對(duì)激光沖擊強(qiáng)化質(zhì)量在線檢測(cè)系統(tǒng)的未來(lái)進(jìn)行了展望。

圖2　LSP質(zhì)量檢測(cè)分類

1　直接評(píng)估

直接測(cè)定金屬疲勞強(qiáng)度的方法有低周疲勞試驗(yàn)和高周疲勞試驗(yàn)方法，低周疲勞是金屬材料在超過(guò)其屈服強(qiáng)度的低頻率循環(huán)應(yīng)力或超過(guò)其屈服應(yīng)變作用下產(chǎn)生的疲勞。航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片一般是工作在屈服強(qiáng)度以下，所以，對(duì)激光沖擊強(qiáng)化質(zhì)量最直觀的測(cè)量手段是進(jìn)行高周疲勞試驗(yàn)(High Cycle Fatigue，HCF)。高周疲勞試驗(yàn)是指將隨機(jī)抽取的工件裝卡在特定的高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)工件進(jìn)行高頻疲勞破壞試驗(yàn);通過(guò)此方法直接測(cè)定被測(cè)件的疲勞強(qiáng)度，最終通過(guò)抽樣所測(cè)得的統(tǒng)計(jì)結(jié)果評(píng)估這一批次工件的激光強(qiáng)化質(zhì)量。然而，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片生產(chǎn)成本高昂，而LSP又通常是作為最后一道工藝，那么為了檢測(cè)葉片的LSP質(zhì)量而進(jìn)行破壞性的HCF試驗(yàn)并不可取，因此必須借助間接的無(wú)損評(píng)估手段對(duì)葉片的LSP質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。

2　間接評(píng)估

激光沖擊強(qiáng)化的間接評(píng)估方法包括殘余內(nèi)應(yīng)力評(píng)估法、表面粗糙度評(píng)估法和顯微硬度與位錯(cuò)密度評(píng)估法[6]等。表面粗糙度會(huì)對(duì)應(yīng)力集中效應(yīng)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響工件疲勞強(qiáng)度；顯微硬度與位錯(cuò)密度和材料的屈服強(qiáng)度有關(guān)，影響材料疲勞強(qiáng)度。

現(xiàn)階段大部分對(duì)激光沖擊強(qiáng)化質(zhì)量的間接評(píng)估都是借助對(duì)工件殘余內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量(或評(píng)估)，以殘余內(nèi)應(yīng)力為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)了各種各樣在線和離線的測(cè)量手段。當(dāng)然，還有一部分是主動(dòng)控制激光脈沖參數(shù)和涂層控制的方法，但這并不能作為檢測(cè)的手段，只能稱之為對(duì)沖擊預(yù)期效果的主動(dòng)調(diào)整。為了獲得工件殘余內(nèi)應(yīng)力的相關(guān)參數(shù)，筆者根據(jù)殘余內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量過(guò)程和測(cè)量條件，將殘余內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量方法分為離線測(cè)量法和在線評(píng)估法。

2.1殘余內(nèi)應(yīng)力離線測(cè)量法

對(duì)于殘余內(nèi)應(yīng)力的離線測(cè)量法，早在20世紀(jì)30年代就有國(guó)外學(xué)者開(kāi)始了研究，至今其測(cè)量理論也已趨于成熟，測(cè)量手段繁多,主要包括切槽法、剝層法、鉆孔法等機(jī)械釋放測(cè)量法和X 射線衍射法、中子衍射法、掃描電子聲顯微鏡法、超聲法和磁性法等無(wú)損測(cè)量方法。以上測(cè)量方法中，部分方法適用于通用材料，如鉆孔法、中子衍射法等[7-8]；而X衍射法只適用于容易找到衍射面的材料如45鋼、鋁合金、鈦合金等；磁性法只適用于磁性材料。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料，以鋁合金和鈦合金為主，通常采用X射線衍射法作為殘余內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量方法，其精度較高且對(duì)葉片材料的結(jié)構(gòu)破壞性小。

2.1.1X射線衍射法

X射線衍射法是根據(jù)布拉格定律,對(duì)宏觀上可準(zhǔn)確測(cè)定的衍射角與材料中的晶面間距建立關(guān)系來(lái)測(cè)量殘余內(nèi)應(yīng)力的方法。材料中的應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的彈性應(yīng)變必然表征為晶面間距的相對(duì)變化。當(dāng)材料中有應(yīng)力σ存在時(shí)，其晶面間距d必然隨晶面與應(yīng)力相對(duì)取向的不同而有所變化，按照布拉格定律，衍射角θ也會(huì)相應(yīng)改變。X射線衍射原理如圖3[9]所示。但是，如果要對(duì)工件表層下面的殘余應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量，需要去除工件表面的材料，此時(shí)從對(duì)構(gòu)件破壞性角度來(lái)看，X 射線法已成為有損檢測(cè)方法。

圖3　X射線衍射原理圖

空軍工程大學(xué)聶祥樊等人[10]對(duì)常用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料TC17鈦合金進(jìn)行激光沖擊處理后，通過(guò)X射線衍射儀對(duì)沖擊之后的材料進(jìn)行分析與評(píng)估，得出了如圖4[10]所示的結(jié)果?？梢?jiàn),殘余壓應(yīng)力顯著提升,而對(duì)應(yīng)的疲勞壽命提高了200%～400%(表1)[10]。

圖4　不同功率密度下截面殘余應(yīng)力分布曲線

雖然X射線衍射法測(cè)量的精度較高，但也有局限性，此方法只能測(cè)量葉片表面的殘余內(nèi)應(yīng)力，并不能測(cè)量葉片內(nèi)部深層的殘余內(nèi)應(yīng)力。

表1　飛機(jī)葉片在LSP前后的疲勞數(shù)據(jù)對(duì)比

2.1.2中子衍射法

與X射線相比，中子的穿透能力更強(qiáng)，穿透能力能達(dá)到厘米級(jí)[11]，是常規(guī)X射線的數(shù)倍。中子衍射法能直接測(cè)得工件深層內(nèi)部的殘余應(yīng)力且對(duì)葉片沒(méi)有損傷，就目前而言，中子衍射法是唯一可以測(cè)定大體積三維應(yīng)力分布的方法。但這種方法的研究還處于起步階段，國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道較少。

無(wú)論是X射線衍射法還是中子衍射法，它們都能夠比較精確地測(cè)量激光沖擊處理后工件內(nèi)部的殘余內(nèi)應(yīng)力。但它們作為離線測(cè)量法，都需要將被測(cè)工件從激光沖擊強(qiáng)化工作臺(tái)上撤離至專用的檢測(cè)設(shè)備上，耗時(shí)耗力，不利于航空葉片的工業(yè)化批量生產(chǎn)檢查，所以這類離線檢測(cè)方法只能用于實(shí)驗(yàn)室中,作為其他評(píng)估方法提供最終的參考標(biāo)準(zhǔn)，而難以用于批量化工業(yè)檢測(cè)中。

2.2殘余內(nèi)應(yīng)力在線無(wú)損評(píng)估法

隨著LSP技術(shù)近十幾年的快速發(fā)展，激光沖擊處理的速度越來(lái)越快，LSP技術(shù)在美國(guó)已經(jīng)投入到工業(yè)應(yīng)用，服務(wù)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片生產(chǎn)線。隨著激光沖擊儀器設(shè)備的改進(jìn)，激光沖擊頻率越來(lái)越快。1995年，MIC(Metal Improvement Co., Inc.)公司研發(fā)出了每秒鐘產(chǎn)生10個(gè)脈沖的釹玻璃激光儀[1]，沖擊頻率大于10 Hz。在F110發(fā)動(dòng)機(jī)上葉片強(qiáng)化的工作效率由以前的每片用時(shí)30 min提高到12 min，預(yù)計(jì)很快就會(huì)提高到4 min[5]。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的快速質(zhì)量檢測(cè)，離線的檢測(cè)手段已不能滿足生產(chǎn)要求，大量的國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始研究在線無(wú)損評(píng)估手段，并取得了重大的進(jìn)展。

2.2.1“逐點(diǎn)式”檢測(cè)

激光沖擊強(qiáng)化不同于傳統(tǒng)噴丸或噴沙的一點(diǎn)在于，激光沖擊的單次沖擊參數(shù)可得到非常精確地控制，包括單次沖擊的能量控制、光斑大小控制、涂層控制、點(diǎn)位控制等。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于工件沖擊效果的檢測(cè)不再是等到工件最終處理完成后進(jìn)行，而是希望能對(duì)單次沖擊效果進(jìn)行實(shí)時(shí)地評(píng)估，最大化地提高工件檢測(cè)的評(píng)估效率，這里將這種測(cè)量方法稱為“逐點(diǎn)式”(shot-by-shot[12])測(cè)量法。逐點(diǎn)式評(píng)估的一般流程如圖5所示。在“參數(shù)配置”預(yù)先設(shè)置此次葉片被沖擊的總次數(shù)N以及允許的最大不合格沖擊次數(shù)n;激光沖擊過(guò)程中，每單次沖擊不合格，“計(jì)數(shù)”累加器加1;若計(jì)數(shù)溢出(大于n)，則工件不通過(guò)，否則通過(guò)?！爸瘘c(diǎn)式”信號(hào)檢測(cè)法檢測(cè)的內(nèi)容包括單次沖擊的聲壓大小、等離子體殘余能量的沖擊波幅值(工件內(nèi)和空氣中)、等離子體沖擊波在空氣中的傳播時(shí)間、等離子發(fā)射光譜以及激光沖擊參數(shù)的主動(dòng)調(diào)整等。

圖5　激光沖擊“逐點(diǎn)式”檢測(cè)流程

(1) 聲壓大小

在激光沖擊強(qiáng)化過(guò)程中，每一次激光沖擊時(shí)發(fā)出的聲壓峰值大小與激光脈沖引發(fā)的沖擊波能量大小是有一定關(guān)系的[13]，聲壓能量的大小直接影響到工件加工質(zhì)量和表面殘余壓應(yīng)力。因此，激光沖擊處理時(shí)發(fā)出的瞬時(shí)聲壓可以表征激光沖擊處理的效果，可以使用超聲聲壓傳感器等裝置來(lái)獲取工件上的聲壓信號(hào)，也可以由遠(yuǎn)離工件的麥克風(fēng)來(lái)檢測(cè)空中的聲壓信號(hào)。

圖6為激光沖擊過(guò)程中測(cè)得的聲壓信號(hào)[14]，根據(jù)圖形計(jì)算對(duì)應(yīng)工件聲信號(hào)的最大值A(chǔ)MAX和聲信號(hào)曲線的下方面積AC，兩者構(gòu)成聲能參數(shù)值，然后使用平均值統(tǒng)計(jì)函數(shù)對(duì)其處理而得出“聲壓峰值-工件壽命”經(jīng)驗(yàn)曲線圖;或通過(guò)試驗(yàn)得到激光沖擊時(shí)的聲量參數(shù)與殘余應(yīng)力、粗糙度等直接質(zhì)量參數(shù)的關(guān)系曲線并得出檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn);以此來(lái)確定單次沖擊的沖擊效果是否達(dá)到預(yù)期。

圖6　激光沖擊過(guò)程中測(cè)得的聲壓信號(hào)

(2) 空氣中等離子體沖擊波飛行的時(shí)間

沖擊波飛行時(shí)間測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)如圖7所示[15]，由于由等離子體殘余能量產(chǎn)生的沖擊波速度遠(yuǎn)高于空氣中的聲音傳播速度,故沖擊波傳感器首先接收到?jīng)_擊波信號(hào)并記錄數(shù)據(jù)。通過(guò)確定空氣中沖擊波信號(hào)的計(jì)時(shí)起始點(diǎn)(起始信號(hào))和結(jié)束點(diǎn)信號(hào)(沖擊波傳感器采集到的信號(hào))，可以計(jì)算出空氣中沖擊波的飛行時(shí)間，結(jié)合沖擊波傳感器與沖擊點(diǎn)的距離，計(jì)算出空氣中沖擊波的平均速度。

圖7　沖擊波飛行時(shí)間測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意

由于空氣中等離子體沖擊波的速度遠(yuǎn)高于空氣中聲波的傳播速度，因此，激光的初始能量越高，由于沖擊引起的沖擊波傳播速度越快，沖擊波飛行到傳感器的時(shí)間越短。而沖擊波能量越高，說(shuō)明更高能量的等離子體對(duì)工件做功，沖擊效果越好。王飛[13]對(duì)鋁合金進(jìn)行激光沖擊，測(cè)得了沖擊波飛行時(shí)間與激光能量的關(guān)系,如圖8所示[13]，由圖8能明顯看出,沖擊波在空氣中的傳播時(shí)間隨著激光能量的升高而減少。

圖8　傳感器與沖擊點(diǎn)間不同距離(D=30，35 mm)時(shí)沖擊波飛行時(shí)間和激光能量的關(guān)系

(3) 空氣中沖擊波幅值的測(cè)量

空氣中沖擊波幅值的測(cè)量方式同沖擊波飛行時(shí)間的測(cè)量類似，但并不需要起始信號(hào)。在特定位置測(cè)得空氣中沖擊波的幅值越高，說(shuō)明沖擊波的能量越高，更多的能量用于對(duì)工件做工，工件中的殘余壓應(yīng)力將會(huì)更高，沖擊效果更好。

對(duì)于“逐點(diǎn)式”的激光沖擊質(zhì)量評(píng)估方法，現(xiàn)階段基本處于理論研究階段，相應(yīng)的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)不多，特別是對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)甚少。目前,國(guó)內(nèi)更多的學(xué)者將研究重點(diǎn)放在了對(duì)沖擊工件整體性能的測(cè)試上面，即“整體性能”評(píng)估方法。

2.2.2“整體性能”評(píng)估方法

(1) 固有頻率

由于工件受激光沖擊強(qiáng)化處理后，向工件內(nèi)部引入了殘余內(nèi)應(yīng)力，而工件的殘余內(nèi)應(yīng)力會(huì)對(duì)工件的固有頻率產(chǎn)生影響，文獻(xiàn)證明殘余壓應(yīng)力提高固有頻率，殘余拉應(yīng)力會(huì)降低固有頻率[16]。

對(duì)激光沖擊航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的固有頻率的測(cè)量方法有兩種：一是通過(guò)接觸式加速度傳感器或非接觸式電渦流傳感器測(cè)得的工件模態(tài)振動(dòng)的固有頻率;二是同過(guò)聲信號(hào)傳感器采集的聲振動(dòng)信號(hào)得到的固有頻率。

圖9為美國(guó)專利中得到的葉片振動(dòng)響應(yīng)頻譜圖[17]，該專利采用頻譜分析方法得到葉片受沖擊后的頻譜曲線，從圖中可以看到，葉片受沖擊前后固有頻率發(fā)生了變化。通過(guò)統(tǒng)計(jì)出此變化規(guī)律，可標(biāo)定在特定加工參數(shù)條件下的“固有頻率改變值-疲勞壽命”經(jīng)驗(yàn)曲線。在實(shí)際批量化處理過(guò)程中，通過(guò)測(cè)定工件在沖擊過(guò)程中的某階(或多階)固有頻率的改變值來(lái)衡量工件的沖擊處理質(zhì)量。

圖9　葉片沖擊前后固有頻率的變化

鄒世坤[18]對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片(1Cr11Ni2W2MoV型不銹鋼)進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化處理，測(cè)量了處理過(guò)程中的固有頻率變化，如圖10所示。葉片一階振動(dòng)頻率隨著激光沖擊次數(shù)的增加而明顯提升，能達(dá)到良好的檢測(cè)效果。但文章并沒(méi)有給出固有頻率與疲勞強(qiáng)度之間的直接關(guān)系，還有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

圖10　沖擊次數(shù)與一階頻率的變化曲線

(2) 宏觀變形量

利用Almen測(cè)試計(jì)測(cè)量工件在激光沖擊過(guò)程中的宏觀變形量的方法遺傳了傳統(tǒng)的機(jī)械噴丸強(qiáng)化的檢測(cè)技術(shù)。其工作原理是:工件在進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化后，通過(guò)貼在工件表面的Almen測(cè)試計(jì)測(cè)量工件產(chǎn)生的宏觀變形量以評(píng)估工件的內(nèi)部殘余應(yīng)力。

美國(guó)GE公司在專利[19]中詳細(xì)介紹了兩種比較典型的測(cè)量方法，如圖11所示。

圖11　Almen測(cè)試計(jì)測(cè)量方法示意

相比于上述的“逐點(diǎn)式”檢測(cè)方法，振動(dòng)固有頻率法和Almen測(cè)試計(jì)法并不是單次沖擊評(píng)估方法，而是屬于階段性評(píng)估方法。當(dāng)激光沖擊處理累計(jì)到達(dá)一定次數(shù)之后，工件整體會(huì)發(fā)生性能的改變，進(jìn)而評(píng)估參數(shù)會(huì)發(fā)生改變，這樣可得到激光沖擊的階段性成果，具有更加直觀的評(píng)估意義;為了與“逐點(diǎn)式”檢測(cè)方法相對(duì)應(yīng)，這里簡(jiǎn)稱該類方法為“整體性能”評(píng)估方法。

3　展望

為了配合激光沖擊強(qiáng)化的工業(yè)化應(yīng)用，離線的檢測(cè)手段已不能滿足生產(chǎn)要求，開(kāi)發(fā)在線實(shí)時(shí)評(píng)估系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫。一套成熟的葉片激光沖擊強(qiáng)化效果在線無(wú)損評(píng)估設(shè)備所能帶來(lái)的科技價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值不言而喻。在總結(jié)了現(xiàn)有的在線檢測(cè)評(píng)估手段、綜合考慮“逐點(diǎn)式”和“整體性能”評(píng)估手段的優(yōu)缺點(diǎn)后，筆者認(rèn)為,將兩者結(jié)合統(tǒng)一，開(kāi)發(fā)一套獨(dú)立的“復(fù)合式”檢測(cè)裝置是一個(gè)非常有前景的發(fā)展方向?！皬?fù)合式”檢測(cè)設(shè)備可以用聲壓或等離子波幅值作為“逐點(diǎn)式”參數(shù)來(lái)源，以葉片振動(dòng)固有頻率為“整體性能”評(píng)估參數(shù)來(lái)源，從而兼顧沖擊強(qiáng)化的過(guò)程及結(jié)果。

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Methods of Monitoring Laser Shock Peening for Aviation Engine Blade

MA Ze-xiang, GUO Xing-wang

(School of Mechanical Engineering and Automation, Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing 100191, China)

Laser shock peening is a new surface treatment method for aviation engine blade. Quality assessment for blade is needed after laser shock peening. Generally, the quality assessment criterion is decided on whether the fatigue strength is promoted or whether the residual stress is increased or not. This article summarized the technical features and applications status of most quality assessment methods, especially the NDT methods for aviation engine blade.

Laser shock peening; Aviation engine blade; Quality assessment

2015-02-01

馬澤祥(1989-),男,工學(xué)碩士,主要研究方向?yàn)闊o(wú)損檢測(cè)及渦輪葉片的質(zhì)量評(píng)估。

10.11973/wsjc201510019

TH161+.14; TG115.28

A

1000-6656(2015)10-0081-06