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[发明专利]一种真空及高低温加载的微颗粒高速冲击实验装置-CN202210117275.8在审
发明人： 吴先前;肖凯璐;董金磊 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2022-02-08 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： G01N3/30 文献下载
摘要：本发明涉及微颗粒高速冲击实验装置技术领域，提供了一种真空及高低温加载的微颗粒高速冲击实验装置包括：真空箱，真空箱内设置有用于测试并且可调节温度的试验机构，试验机构上设置有样品，真空箱外设置有光件机构，真空箱和试验机构以及光件机构均电性连接至控制系统；光件机构结合位于真空箱内的试验机构，通过控制系统的操控实现了高低温控制及微尺度冲击加载，对微纳尺度材料的动态力学行为及能量耗散机制进行表征，为材料在极端环境下的应用提供关键技术支撑与理论依据；显著提升了冲击加载手段实验效率，测量数据精准，并且使用过程中不易发生磨损，降低维修费用。
一种真空低温加载颗粒高速冲击实验装置

[发明专利]基于激光驱动微颗粒冲击的表面强化装置及方法-CN202110157363.6有效
发明人： 吴先前;董金磊;蒋敏强 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2021-02-04 - 公布日： 2022-04-26 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明属于表面机械处理技术领域，针对现有技术中存在的对复杂构件和精密器件处理难度大且容易导致废品的技术问题，本发明的目的在于激光驱动微颗粒冲击强化实验装置以及表面强化方法，利用强激光驱动微颗粒对金属表面进行强化处理。利用同步仪同时触发激光器与高速摄像机，激光器发射出高功率密度、短脉冲的激光束通过聚焦透镜汇聚，激光束穿过发射装置的K9玻璃层烧蚀铝膜层，高能激光致使材料温度升高，原子能量增加并发生电离，最终形成高温、高压的等离子体，等离子体迅速向外膨胀驱动PDMS膜快速鼓包并利用其良好的弹性推动小颗粒高速运动冲击靶体。微颗粒高速冲击下，金属材料表面形成硬化层，有效的改善材料的力学性能和微观组织。
基于激光驱动颗粒冲击表面强化装置方法

[发明专利]一种薄壁圆筒吸能结构的压溃力历程主动控制装置-CN201410344492.6有效
发明人：魏延鹏;杨喆;黄晨光;吴先前 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2014-07-18 - 公布日： 2017-02-22 - 主分类号： B60R19/34 文献下载
摘要：本发明公开了一种薄壁圆筒吸能结构的压溃力历程主动控制装置，其中，沿着薄壁圆筒长度L方向，在圆筒的内部和外部逐步布置不同深度h0到h0‑nt的环形凹槽，凹槽的间距为W；通过设置不同的深度h0和凹槽间距W，控制屈曲初始压溃力的幅值和脉宽，设置不同的凹槽深度变化t，精确调节屈曲压溃力的变化。本发明采用在薄壁圆筒上布置沿长度方向不同尺寸的环形凹槽，有效控制薄壁圆筒的屈曲模式、塑性铰形成位置。通过控制凹槽的槽深变化及槽宽、槽间距等，可以有效控制屈曲压溃力历程。
一种薄壁圆筒结构压溃力历程主动控制装置

[发明专利]夹芯吸能装置-CN201410707957.X在审
发明人： 吴先前;黄晨光 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2014-11-28 - 公布日： 2015-04-01 - 主分类号： B32B3/12 文献下载
摘要：本发明提供一种夹芯吸能装置，包括上面板、下面板、侧板以及芯板层，所述芯板层填充在所述上面板、下面板、侧板围设形成的密闭空间内，所述芯板层包括芯材和填充在所述芯材之间和/或填充在所述芯材与所述密闭空间之间的剪切增稠流体材料。当吸能装置受到外来冲击物作用时，上、下面板、侧板以及芯材结构会发生快速变形，从而对芯板中填充的剪切增稠流体材料施加快速剪切作用，剪切增稠流体材料在较高剪切应变率下粘度快速升高，从而快速耗散冲击能，从而具有较高的比强度、比刚度、防振及吸能能力。
夹芯吸能装置

[发明专利]夹芯吸能装置-CN201410707888.2在审
发明人： 吴先前;黄晨光 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2014-11-28 - 公布日： 2015-03-25 - 主分类号： B32B3/28 文献下载
摘要：本发明提供一种夹芯吸能装置，包括上面板、下面板、侧板以及芯板层，所述芯板层填充在所述上面板、下面板、侧板围设形成的密闭空间内，其特征在于，所述芯板层包括脆性爆破层和嵌设在所述脆性爆破层内的芯材；所述芯材与所述脆性爆破层之间填充有剪切增稠流体材料。当吸能装置经受子弹侵撤时，面板及侧板首先吸能，之后子弹侵彻脆性爆破层，导致脆性爆破层碎裂，进一步吸收子弹能量；同时脆性爆破层变形过程中导致剪切增稠流体材料快速流动，通过粘性耗散能量；提高夹芯吸能装置的抗振和抗冲击能力。
夹芯吸能装置

[发明专利]一种具有自调节能力的组合式冲击吸能装置-CN201410344843.3有效
发明人：魏延鹏;杨喆;黄晨光;吴先前 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2014-07-18 - 公布日： 2014-11-19 - 主分类号： B60R19/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有自调节能力的组合式吸能装置，所示装置包括上下两个垫板与中间的多个单元吸能筒，其具有4个同样的单元吸能结构，所述单元吸能结构在沿着薄壁圆筒长度L方向，布置不同深度h0到h0-nt的环形凹槽，凹槽的间距为W，其中，凹槽处壁厚较薄，沿圆筒长度L方向凹槽的深度不同。本发明公开的吸能装置不但能够实现非对称碰撞下进行碰撞角度回调，而且能够有效保证吸能机构的稳定性，控制非对称变形引起的吸能能力降低幅度，从而可以在正碰撞与斜碰撞情况下，均能起到良好的吸能效果。
一种具有调节能力组合式冲击装置

[发明专利]一种新的材料动态力学性能测试方法和装置-CN201210308683.8无效
发明人： 吴先前;黄晨光;王曦;宋宏伟;魏延鹏 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2012-08-27 - 公布日： 2012-12-26 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种材料动态力学性能测量方法，包括：1）向试样发送一定应力的应力脉冲波，当应力波在试样内部传播时，由于横向膨胀及横向惯性效应，试样质点产生的沿与所述应力波传播方向相垂直的径向运动速度vR，通过测速仪测量所述质点的径向运动速度vR，而透过试样的应力波采用压力传感器来测量；2）采集的由测速仪测量的径向运动速度vR和压力传感器测量的压力经过计算得到材料的试样的径向和纵向应变关系。本发明还公开了一种材料动态力学性能测量装置。本发明采用质点速度测量和压力测量相结合，来直接得到试样的应力应变关系，减小了由于时间平移带来的误差。同时可以使得测量系统更加紧凑。
一种材料动态力学性能测试方法装置

[发明专利]LSP强化效果主控参量与优化设计方法-CN201210308675.3无效
发明人： 吴先前;黄晨光;王曦;魏延鹏;宋宏伟 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2012-08-27 - 公布日： 2012-11-21 - 主分类号： C21D1/09 文献下载
摘要：本发明公开了一种LSP强化效果主控参量与优化设计方法，该方法是：在公式1：公式2：中，通过改变三个参数和其中之一并保持其余两个参数不变来做多组实验，获得L_p和σ_m与保持不变的参数的关系，再通过迭代计算来获得L_p和σ_m与改变的参数的关系，从而得到该改变的参数对强化效果的影响曲线；其中，L_p塑性区深度、σ_m最大残余压应力、E激光能量、ρ激光密度、ρ₀靶体材料的密度、I₀功率密度、σ_Ya屈服应力、C_ea吸收层弹性波速、h_a吸收层厚度、R光斑半径、τ激光半峰宽时间。本发明得到了激光冲击强化过程中的主控无量纲参数以及强化效果的几何相似律，同时可以得到不同参数对强化效果的影响曲线。
lsp 强化效果主控参量优化设计方法

[发明专利]一种激光冲击强化过程中冲击波压力测量系统和方法-CN201210227594.0有效
发明人：黄晨光;吴先前;魏延鹏;宋宏伟;王曦 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2012-07-02 - 公布日： 2012-11-14 - 主分类号： G01L5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种激光冲击强化过程中冲击波压力测量系统，包括：依次串联的第一电阻、第三电阻和第二电阻，PVDF传感器的一端连接在所述第一电阻和第三电阻之间，另一端连接在所述第一电阻和第二电阻之间；示波器的一端连接在所述第三电阻和第二电阻之间，另一端连接在所述第一电阻和第二电阻之间。本发明还公开了一种采用上述测量系统进行冲击波压力测量的方法。本发明减小了采集设备测量的电压。同时，由于测量电路采用电阻模式，保证示波器两端的等效电阻小于50欧姆，并解决PVDF对较高压力测量时限幅。
一种激光冲击强化过程冲击波压力测量系统方法

[发明专利]强激光驱动的爆炸与冲击效应试验平台-CN201210249341.3有效
发明人：宋宏伟;黄晨光;魏延鹏;吴先前 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2012-07-18 - 公布日： 2012-11-14 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明公开一种强激光驱动的爆炸与冲击效应试验平台，包括依次相连的驱动系统、试验环境和测量系统，以及与所述驱动系统、试验环境和测量系统分别相连的控制系统。本发明通过一体化的设计和不同试验环境的研制，实现多种激光驱动爆炸与冲击功能，具有开放性；而且，通过多种高速、高分辨率的测试手段的协同与协调，对多个物理场（速度、压力、图像）进行实时测量，可对激光驱动爆炸与冲击试验过程进行较全面的表征。
激光驱动爆炸冲击效应试验平台

[发明专利]一种针对强激光驱动的冲击效应试验的多物理场测量系统-CN201210247028.6有效
发明人：黄晨光;宋宏伟;吴先前;魏延鹏 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2012-07-17 - 公布日： 2012-11-14 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明公开一种针对强激光驱动的冲击效应试验的多物理场测量系统，包括纳秒级分辨率的光纤激光多普勒干涉测速系统、纳秒级响应时间的PVDF瞬态压力测试系统、高速图像采集系统以及激光能量、脉宽和光束质量实时监测系统。本发明通过多种高速、高分辨率的测试手段的协同与协调，对多个物理场（速度、压力、图像）进行实时测量，可对激光驱动爆炸与冲击试验过程进行较全面的表征。
一种针对激光驱动冲击效应试验物理测量系统

[发明专利]一种模拟水平水下人工通气空化装置-CN201210227993.7有效
发明人：魏延鹏;王一伟;杜特专;吴先前;黄晨光;廖丽娟;王曦;宋宏伟 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2012-07-02 - 公布日： 2012-10-24 - 主分类号： F42B35/00 文献下载
摘要：本发明刚开了一种模拟水下人工通气空化装置，包括：弹体和密封活塞，该弹体具有预定体积的腔体，在所述弹体上开设有多个通气孔；密封活塞可移动设置在所述弹体的腔体内，并位于开设有通气孔的位置，所述密封活塞与弹体之间形成密闭配合。本发明当通过模拟水下发射装置的动量传输杆发射弹体时，弹体被瞬间加速至高速状态，而由于惯性作用，密封活塞还来不及运动，密封活塞与弹体之间发生相对运动，使得腔体通过通气孔与外界相通。而由于在弹体在高速运动过程中，通气孔区域的压力会大大小于内腔内的常压，这时，气体就会从通气孔跑出形成人工通气空化现象。
一种模拟水平水下人工通气化装

[发明专利]一种水下爆炸实验系统-CN201210229818.1有效
发明人：黄晨光;吴先前;王一伟;魏延鹏;宋宏伟 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2012-07-04 - 公布日： 2012-10-24 - 主分类号： G01V1/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种水下爆炸实验系统容器，包括：激光发生器、摄像单元和具有一定体积的容器，在该容器放置有预定量的水；在所述容器中固定有透光的约束单元，模拟冲击的水下结构放置所述容器中，并临近所述水下结构；在所述水下结构的临近所述约束单元的一面上还设置有吸收单元。本发明能够很好地模拟水下爆炸的过程。
一种水下爆炸实验系统

[发明专利]一种激光冲击强化过程工艺参数实时监测方法-CN201210225116.6有效
发明人：魏延鹏;宋宏伟;黄晨光;吴先前 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2012-06-29 - 公布日： 2012-10-24 - 主分类号： C21D1/09 文献下载
摘要：本发明公开了一种激光冲击强化过程工艺参数实时监测方法，包括如下步骤：1）在激光器的激光输出光路上设置一个与该激光器输出光路的夹角为75~85°的第一玻璃板，激光器输出的激光透过第一玻璃板对靶体进行冲击强化；2）在激光器输出的激光经过第一玻璃板反射的光路上设置一个与该光路的夹角为75~85°的第二玻璃板，在经过该第二玻璃板透射的光路上设置能量计，在该第二玻璃板反射的光路上设置光电探头；3）能量计采集的激光能量信息和光电探头采集的激光脉宽信息传送给处理系统。本发明通过在线检测经过反射的激光能量和激光脉宽，得到相应作用在靶体上激光能量及脉冲宽度，从而实现了激光冲击强化过程工艺参数的实时监测。
一种激光冲击强化过程工艺参数实时监测方法

[发明专利]一种多光路组合冲击强化系统-CN201210223527.1有效
发明人：魏延鹏;黄晨光;宋宏伟;吴先前 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2012-06-29 - 公布日： 2012-10-24 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种多光路组合冲击强化系统，包括：第一激光发生器和第二激光发生器，第一激光发生器用于产生预定参数指标的激光，在第一激光发生器的输出激光光路上依次设置有可移动的第一全反射镜架和聚焦镜架，第一激光发生器输出的激光透过聚焦镜架照射到待处理的器件表面上；第二激光发生器用于产生与第一激光器产生的功率密度相同但参数指标不同的激光，在第二激光发生器的输出激光光路上设置有第二全反射镜架。本发明通过将两台不同参数指标的激光发生器组合起来，能够实现对复杂结构件不同光斑大小但功率密度相同的激光冲击强化。从而可以利用不同的光斑大小实现表面冲击强化轨迹的优化，使表面残余应力均匀化。
一种多光路组合冲击强化系统

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