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[发明专利]一种转角激光冲击强化残余应力分析方法-CN202111669887.X有效
发明人： 邹世坤;吴俊峰;车志刚;曹子文 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G01L5/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种转角残余应力分析方法，包括如下步骤：步骤1：制作试件，所述试件的形状为L型，且所述试件包括依次连接的第一段、第二段和第三段，所述第二段为圆弧段，且所述第二段在其厚度方向相对布置有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面为圆弧面；步骤2：对所述第二段进行激光冲击强化；步骤3：测量激光冲击强化后所述第一段和所述第三段之间的角度；步骤4：根据所述角度计算所述第二段的塑性变形量。本发明的转角残余应力分析方法，可以高效、准确的分析转角区域的残余应力分布情况。
一种转角激光冲击强化残余应力分析方法

[发明专利]一种冰刀刀刃多场复合强化方法-CN202310379654.9在审
发明人： 邹世坤;徐明;吴俊峰;孙汝剑;车志刚 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2023-04-11 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明涉及体育运动器械的表面强化技术技术领域，具体是涉及一种冰刀刀刃多场复合强化方法。包括如下步骤：调整激光头，使激光束覆盖冰刀刀刃的顶面和倒角；调整超声滚压装置，使滚压头位于冰刀刀刃的两侧；根据冰刀刀刃材料属性确定所需激光能量和滚压力；在进行激光冲击强化的同时，对冰刀刀刃的侧面进行双面对滚式超声滚压强化。通过在刀刃顶面激光冲击强化配合双侧面对滚超声滚压，既可以避免变形和层裂，同时利用多个能场复合，降低材料动态屈服强度，使材料更容易产生塑性变形和强化效果，实现更深的残余压应力，特别是更有利于倒角部位强化效果。
一种冰刀刀刃复合强化方法

[发明专利]冰刀刀刃激光冲击强化方法-CN202310392157.2在审
发明人： 邹世坤;徐明;薛晴江;曹子文;崔向中 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2023-04-13 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明涉及体育运动器械的激光加工技术领域，具体是涉及冰刀刀刃激光冲击强化方法。包括如下步骤：提供冰刀基体；在所述冰刀基体的刀刃上包覆吸收层，所述吸收层包覆在刀刃倒角的区域为圆弧过渡的R角；对包覆有吸收层的刀刃进行激光冲击强化处理，激光冲击强化的激光直接以法向方向入射；采用光学成像增强的方式，以法向方向入射R角区域，对包覆有吸收层的刀刃倒角区域进行进一步激光冲击强化处理；激光冲击强化处理后，清理包覆的吸收层。其目的是解决冰刀激光冲击强化过程中容易产生变形和层裂的问题。
冰刀刀刃激光冲击强化方法

[发明专利]一种用于铝合金材料的激光清洗和强化复合加工方法-CN202310349931.1在审
发明人：吴俊峰;邹世坤;车志刚;曹子文;孙汝剑 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2023-04-04 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： C23F17/00 文献下载
摘要：本发明涉及激光加工技术领域，具体涉及一种用于铝合金材料的激光清洗和强化复合加工方法。其包括步骤：将铝合金试样夹持在机械手上，并将试样表面激光清洗和强化区域对准振镜扫描头；对铝合金试样的表面喷涂去离子水以形成约束层；采用脉宽为10～20ns、激光功率密度为20～100GW/cm2的激光束对具有约束层的表面进行激光清洗和强化一体化处理该用于铝合金材料的激光清洗和强化复合加工方法的目的是解决现有激光清洗和强化复合工艺的光路系统结构复杂的问题。
一种用于铝合金材料激光清洗强化复合加工方法

[发明专利]一种激光冲击金属材料塑性变形规律的分析方法-CN202310021195.7在审
发明人：吴俊峰;邹世坤;车志刚;曹子文;孙汝剑 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2023-01-07 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G01N3/30 文献下载
摘要：本发明涉及一种激光冲击金属材料塑性变形规律的分析方法，包括：在未塑性变形的金属材料的表面及背面上标记第一显微压痕；测量相邻的两个第一显微压痕的第一压痕间距；对金属材料的表面进行搭接激光冲击；分别测量塑性变形后的金属材料的表面及背面上相邻的两个第二显微压痕、两个第三显微压痕之间的第二压痕间距、第三压痕间距及其对应的弧度；依据第一压痕间距及第二压痕间距、第三压痕间距，获得金属材料表面及背面的延伸率和塑性应变。该激光冲击金属材料塑性变形规律的分析方法的目的是解决如何有效测试分析激光冲击金属材料的延伸率、应变层深度和应变率的问题。
一种激光冲击金属材料塑性变形规律分析方法

[发明专利]飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法-CN202111190349.2有效
发明人：孙汝剑;闫剑锋;贺广智;曹子文;车志刚;邹世坤;吴俊峰 -专利权人：中国航空制造技术研究院;清华大学
申请日： 2021-10-13 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法，其特征在于，包括：步骤一：采用飞秒激光在材料表面诱导出纳米条纹结构形成着色表层，并将该着色表层作为原位吸收层；步骤二：在该原位吸收层上覆盖约束层；步骤三：使用纳秒激光在材料表面诱导高压冲击波，直至实现大深度残余应力层的诱导和晶粒细化、塑性变形的产生。本发明避免了现阶段纳秒激光冲击的吸收层破损引起表面烧蚀、杂质残留和工序繁琐耗时等问题。
激光叠加冲击复合强化方法

[发明专利]一种激光冲击诱导层裂损伤的判断方法-CN202310019796.4在审
发明人：孙汝剑;曹子文;车志刚;邹世坤;吴俊峰;薛晴江 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2023-01-06 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及一种激光冲击诱导层裂损伤的判断方法。通过真实零件材料属性、几何特性加工局部区域特征试样；采用拟定激光参数对特征试样进行冲击；测量冲击凹坑深度；建立特征试样模型；根据拟定激光参数求解有限元分析参数；将求解的有限元分析参数进行数值模拟计算，提取冲击区域的凹坑深度；对比两凹坑深度，获得相对误差；根据对比结果调整激光冲击参数，重复上述步骤，直至两者误差不超过误差阈值；从满足相对误差要求的数值模拟可视化云图结果上提取最大应变；将有限元模拟得到的最大应变与材料损伤临界应变比较，进而判断拟定参数是否会产生层裂损伤，从而有效提高激光冲击强化工艺在薄壁零件上的应用可靠性。
一种激光冲击诱导损伤判断方法

[发明专利]一种组织及应力双梯度金属构件的制备方法-CN202310019795.X在审
发明人：孙汝剑;曹子文;车志刚;邹世坤;吴俊峰;薛晴江 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2023-01-06 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种组织及应力双梯度金属构件的制备方法，包括：获取微观组织与增材制造工艺参数的映射关系式；依据映射关系式，对具有梯度组织的金属构件进行增材制造；对具有梯度组织的金属构件进行内应力去除，获得零应力梯度微观组织金属构件；利用激光冲击在零应力梯度微观组织金属构件的表层引入残余压应力，获得组织及应力双梯度金属构件。该组织及应力双梯度金属构件的制备方法的目的是解决现有梯度金属材料的强度、表面抗疲劳及耐磨损综合性能相对较差的问题。
一种组织应力梯度金属构件制备方法

[发明专利]一种用于激光冲击孔结构的边缘质量控制方法-CN202110581230.1有效
发明人：孙汝剑;曹子文;车志刚;邹世坤;吴俊峰;苏岩 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2021-05-26 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于激光冲击孔结构的边缘质量控制方法，包括测量零件待强化孔的孔径和孔深，制备出高度和底面直径略大于待强化孔尺寸的软质弹性圆柱芯；将铝箔胶带平铺粘贴覆盖整个待强化孔，排除铝箔胶带与零件之间的空气；切除待强化孔内悬空的铝箔胶带，并保留待强化孔内剩余一定宽度的铝箔胶带；沿铝箔胶带一周切开规则缺口，再对待强化孔边倒角部分铝箔胶带进行压合；将制备的软质弹性圆柱芯旋入待强化孔内，调整并使软质弹性圆柱芯的高度略超出待强化孔边缘高度；将零件装夹在机械手上，机械手随强化点位的周期变化，直至完成零件的激光冲击强化。本发明步骤简单，操作便捷，效果显著，能够有效解决激光冲击强化过程中的孔边质量控制问题。
一种用于激光冲击结构边缘质量控制方法

[发明专利]一种激光冲击强化快速涂层方法-CN202210879971.2在审
发明人： 邹世坤;车志刚;孙汝剑;吴俊峰 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2022-07-25 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种激光冲击强化快速涂层方法，包括：根据结构件的应力集中位置，确定结构件的待强化区域；对待强化区域进行金属镀层处理；以金属镀层为吸收层进行激光冲击强化。该激光冲击强化快速涂层方法的目的是解决由于吸收层很难粘贴、容易皱褶、鼓起甚至破裂而导致激光冲击强化过程不稳定的问题。
一种激光冲击强化快速涂层方法

[发明专利]一种激光精确均匀清洗飞机复合涂层的装置及方法-CN202211468714.6在审
发明人：徐明;张伟;杨炳东;王彬;马国佳;邹世坤;吴俊峰 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2022-11-22 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： B08B7/00 文献下载
摘要：本发明涉及激光清洗技术领域，特别是涉及一种激光精确均匀清洗飞机复合涂层的装置及方法。通过激光光束高速自旋运动，实现在聚焦光斑自旋范围内精确控制辐照区域圆度并且使辐照区域激光光束能量以自旋中心为圆心呈均匀对称分布，消除光斑多模、能量分布不均匀、圆度较差等因素的影响。通过激光光束高速公旋运动，并且可调公旋运动直径，再与扫描振镜扫描运动复合，实现聚焦光斑尺寸等效增大且不降低辐照区域的激光能量密度。通过激光光束自旋、公旋、振镜扫描运动和机床搭载加工头移动等四种运动复合，实现大面积复合运动范围内激光精确均匀清洗。提高了激光清洗的便捷度，而且清洗精确、均匀去除效果良好，适用于飞机各位置表面涂层的去除作业。
一种激光精确均匀清洗飞机复合涂层装置方法

[发明专利]一种折射式激光加工头偏转激光的方法-CN202010172195.3有效
发明人： 邹世坤;吴俊峰;曹子文 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2020-03-12 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： B23K26/064 文献下载
摘要：本发明涉及一种折射式激光加工头偏转激光的方法。包括：在折射式激光加工头内的激光传输方向上设置1～3片楔形棱镜，激光在通过棱镜的传输过程中，每个棱镜的入射面与其入射激光均垂直，使得激光通过棱镜后折射偏转作用于加工部位，折射偏转后的激光束聚焦在加工部位获得较大功率密度，其中，每个棱镜的顶角度数介于该棱镜的布儒斯特角与全反射角度之间。折射式激光加工头内设置的棱镜能将激光偏转到隐蔽面内加工位置，减少了镜面反射，同时提高了激光加工的功率密度，能够实现对内孔、隐蔽面等复杂环境的激光冲击强化，激光冲击波沿被加工件的法线传播，避免了对镜面破坏。
一种折射激光工头偏转方法

[发明专利]一种基于能量闭环控制的激光冲击强化方法、装置及介质-CN202211153275.X在审
发明人：曹子文;李超;马江宁;车志刚;陈虎;邹世坤 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2022-09-21 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于能量闭环控制的激光冲击强化方法、装置及介质，包括按照零件加工区域生成包含加工点设定能量值的能量值曲线；通过零件运动控制单元生成零件加工程序，将强化光斑信息与能量值曲线的激光脉冲能量值一一对应；将激光吸收池单元设置为开启状态，控制激光器和能量监测与反馈单元运行，完成能量值曲线上所有能量值的闭环控制调节；控制激光器按照能量值曲线完成所有激光脉冲输出；判断是否满足设定能量值范围，若满足，则激光吸收池单元设置为关闭状态，通过计算机控制系统激光器和零件控制单元对零件进行自动激光冲击强化；其目的是在提高激光冲击强化加工效果的一致性和稳定性的情况下，对零件进行自动激光冲击强化。
一种基于能量闭环控制激光冲击强化方法装置介质

[发明专利]一种转角边缘激光冲击强化方法及辅助装置-CN202211152702.2在审
发明人：肖世宏;车志刚;曹子文;邹世坤;吴俊峰;孙汝剑 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2022-09-21 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： C21D1/09 文献下载
摘要：本发明涉及一种转角边缘激光冲击强化方法，包括：根据转角数模，加工与转角外轮廓相同的辅助装置；根据构件的待强化转角区长度，选择吸收层贴覆在待强化转角区表面的贴覆步骤，贴覆步骤包括：在待强化转角表面先贴吸收层，将加工出的辅助装置放置于待强化转角对应的构件，使辅助装置的外轮廓与待强化转角的外轮廓对齐，向辅助装置施加压紧力；或，将加工出的辅助装置放置于构件上，使辅助装置的外轮廓与待强化转角的外轮廓对齐，向辅助装置施加压紧力，在构件的待强化转角表面贴吸收层；在吸收层的外表面喷去离子水，形成去离子水约束层；朝去离子水约束层发射激光脉冲，完成一个待强化转角位置的强化。其目的是解决构件转角边缘的强化问题。
一种转角边缘激光冲击强化方法辅助装置

[发明专利]一种纳秒-飞秒激光复合冲击强化系统及方法-CN202110134866.1有效
发明人：孙汝剑;闫剑锋;贺广智;曹子文;车志刚;邹世坤;吴俊峰 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2021-02-01 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种纳秒‑飞秒激光复合冲击强化系统，包括纳秒激光器、纳秒激光矫正透镜组、纳秒激光电动快门开关、纳秒激光反射镜、反射镜、物镜、水约束层系统、三维移动平台、飞秒激光器、飞秒激光矫正透镜组、飞秒激光电动快门开关、飞秒激光反射镜和控制系统；控制系统用于控制纳秒激光器、纳秒激光电动快门开关、三维移动平台、飞秒激光器及飞秒激光电动快门开关，水约束层系统固定放置于三维移动平台上且用于放置零件。本发明还涉及一种纳秒‑飞秒激光复合冲击强化方法。该纳秒‑飞秒激光复合冲击强化系统及方法的目的是解决激光冲击强化零件的最终表面质量较差的问题。
一种激光复合冲击强化系统方法

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