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强脉冲激光在AZ31B镁合金中诱导冲击波的实验研究

张永康 于水生 姚红兵 王飞 任爱国 裴旭

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强脉冲激光在AZ31B镁合金中诱导冲击波的实验研究

张永康, 于水生, 姚红兵, 王飞, 任爱国, 裴旭

Experimental study of shock waves induced by high-power pulsed laser in AZ31B magnesium alloy

Zhang Yong-Kang, Yu Shui-Sheng, Yao Hong-Bing, Wang Fei, Ren Ai-Guo, Pei Xu
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  • 为了研究强脉冲激光在镁合金中诱导冲击波的衰减,采用Nd:Glass脉冲激光(1054 nm,23 ns)对AZ31B变形镁合金试样表面进行冲击,并利用响应快、测量范围大的PVDF压电膜传感器以及示波器实时测量了强脉冲激光在镁合金靶中诱导激光冲击波的相对压力.根据冲击波每次在靶材背面反射时,所经过距离的不同得到激光冲击波在镁合金中的衰减规律.结果表明,在激光能量为5J的强脉冲激光作用下,镁合金中冲击波衰减的平均速度为5.83×103 m/s,与镁合金中应力波纵波的传播速度相符;强脉冲激光诱导冲击波在镁合金中是以指数规律衰减的.试验所得分析结果对激光冲击强化镁合金的应用具有重要意义.
    In order to study the attenuation of shock waves induced by a high-power pulsed laser in magnesium alloy, an AZ31B magnesium alloy sample is processed with an Nd:Glass laser with a wavelength of 1054 nm and pulse width of 23 ns, and the relative pressures of the shock waves are measured on time by a polyvinglidene fluoride (PVDF) gauge with a short rise time and a wide linear response range, combined together with an oscilloscope. The law of attenuation of laser shock wave is obtained by measuring the intensity pressures on the rear surface of the target for different thicknesses through which the shock waves pass each time. The experimental results show that the average velocity of the shock wave attenuation in magnesium alloy is 5.83×103 m/s with using a laser pulsed energy of 5 J is in good agreement with the propagation velocity of stress longitudinal wave; the law of the shock wave attenuation is exponential. The experimental result can be very useful for the laser shock processing on magnesium alloy.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50735001,10804037)资助的课题.
    [1]

    Zhang J, Zhang Z H 2004 Magnesium Alloys and the Application (Beijing: Chemical Industry Press) p1 (in Chinese) [张 津、章宗和 2004 镁合金及应用 (北京:化学工业出版社) 第1页]

    [2]

    Tharumarajah A, Koltun P 2007 Journal of Cleaner Production 15 1007

    [3]

    Zhang Y K, Chen J F, Xu R J 2008 Chinese Journal of Lasers 35 1068 (in Chinese) [张永康、陈菊芳、许仁军 2008 中国激光 35 1068]

    [4]

    Clauer A H, Lahrman D F 2001 Key Engineering Materials 197 121

    [5]

    Bian B M, Yang L, Chen X, Ni X W 2002 Acta Phys. Sin. 51 809 (in Chinese) [卞保民、杨 玲、陈 笑、倪晓武 2002 物理学报 51 809]

    [6]

    Zhang Y, Li Y T, Zheng Z Y, Liu F, Zhong J Y, Lin X X, Liu F, Lu X, Zhang J 2007 Chin. Phys. 16 3728

    [7]

    Zhao R, Liang Z C, Han B, Zhang H C, Xu R Q, Lu J, Ni X W 2009 Chin. Phys. B 18 1877

    [8]

    Bian B M, Chen X, Xia M, Yang L, Shen Z H 2004 Acta Phys. Sin. 53 508 (in Chinese) [卞保民、陈 笑、夏 铭、杨 玲、沈中华 2004 物理学报 53 508]

    [9]

    He M Q, Dong Q L, Sheng Z M, Weng S M, Chen M, Wu H C, Zhang J 2009 Acta Phys. Sin. 58 363 (in Chinese) [何民卿、董全力、盛政明、翁苏明、陈 民、武慧春、张 杰 2009 物理学报 58 363]

    [10]

    Qiu X M, Tang D L, Sun A P, Liu W D, Zeng X J 2007 Chin. Phys. 16 186

    [11]

    Liu L, Wang S B, Wu H X, Guo D H, Liao P Y 2007 Laser Technology 31 134 (in Chinese) [刘 丽、王声波、吴鸿兴、郭大浩、廖培育 2007 激光技术 31 134]

    [12]

    Liao P Y, Wang S B, Sheng J J, Liu L, Xia X P 2007 Appl. Laser 27 110 (in Chinese) [廖培育、王声波、盛晶晶、刘 丽、夏小平 2007 应用激光 27 110]

    [13]

    Deng Q L, Wang Y, Hu D J, Zhang Y K, Yu C Y 2004 Key Engineering Materials 274-276 889

    [14]

    Morales M, Porro J A, Blasco M, Molpeceres C, Ocana J L 2009 Applied Surface Science 255 5181

    [15]

    Gu Y Y, Zhang Y K, Zhang X Q, Shi J G 2006 Acta Phys. Sin. 55 5885 (in Chinese) [顾永玉、张永康、张兴权、史建国 2006 物理学报 55 5885]

    [16]

    Ma D Y, Shen H 2004 Acoustic Handbook(Beijing: Science Press) p173 (in Chinese) [马大猷、沈 壕 2004 声学手册(北京:科学出版社) 第173页]

    [17]

    Thord T, Franz J K, Aravinda K 2003 Optics and lasers in engineering 39 51

    [18]

    Fabbro R, Fournier J, Ballard P, Devaux D, Virmont J 1990 J. Appl. Phys. 68 775

    [19]

    Peyre P, Berthe L, Fabbro R, Sollier A 2000 J. Phys. D 33 498

    [20]

    Romain J P, Bauer F, Zagouri D, Boustie M 1994 High-pressure Science and Technology -1993 (New York: American Institute of Physics) p1915

  • [1]

    Zhang J, Zhang Z H 2004 Magnesium Alloys and the Application (Beijing: Chemical Industry Press) p1 (in Chinese) [张 津、章宗和 2004 镁合金及应用 (北京:化学工业出版社) 第1页]

    [2]

    Tharumarajah A, Koltun P 2007 Journal of Cleaner Production 15 1007

    [3]

    Zhang Y K, Chen J F, Xu R J 2008 Chinese Journal of Lasers 35 1068 (in Chinese) [张永康、陈菊芳、许仁军 2008 中国激光 35 1068]

    [4]

    Clauer A H, Lahrman D F 2001 Key Engineering Materials 197 121

    [5]

    Bian B M, Yang L, Chen X, Ni X W 2002 Acta Phys. Sin. 51 809 (in Chinese) [卞保民、杨 玲、陈 笑、倪晓武 2002 物理学报 51 809]

    [6]

    Zhang Y, Li Y T, Zheng Z Y, Liu F, Zhong J Y, Lin X X, Liu F, Lu X, Zhang J 2007 Chin. Phys. 16 3728

    [7]

    Zhao R, Liang Z C, Han B, Zhang H C, Xu R Q, Lu J, Ni X W 2009 Chin. Phys. B 18 1877

    [8]

    Bian B M, Chen X, Xia M, Yang L, Shen Z H 2004 Acta Phys. Sin. 53 508 (in Chinese) [卞保民、陈 笑、夏 铭、杨 玲、沈中华 2004 物理学报 53 508]

    [9]

    He M Q, Dong Q L, Sheng Z M, Weng S M, Chen M, Wu H C, Zhang J 2009 Acta Phys. Sin. 58 363 (in Chinese) [何民卿、董全力、盛政明、翁苏明、陈 民、武慧春、张 杰 2009 物理学报 58 363]

    [10]

    Qiu X M, Tang D L, Sun A P, Liu W D, Zeng X J 2007 Chin. Phys. 16 186

    [11]

    Liu L, Wang S B, Wu H X, Guo D H, Liao P Y 2007 Laser Technology 31 134 (in Chinese) [刘 丽、王声波、吴鸿兴、郭大浩、廖培育 2007 激光技术 31 134]

    [12]

    Liao P Y, Wang S B, Sheng J J, Liu L, Xia X P 2007 Appl. Laser 27 110 (in Chinese) [廖培育、王声波、盛晶晶、刘 丽、夏小平 2007 应用激光 27 110]

    [13]

    Deng Q L, Wang Y, Hu D J, Zhang Y K, Yu C Y 2004 Key Engineering Materials 274-276 889

    [14]

    Morales M, Porro J A, Blasco M, Molpeceres C, Ocana J L 2009 Applied Surface Science 255 5181

    [15]

    Gu Y Y, Zhang Y K, Zhang X Q, Shi J G 2006 Acta Phys. Sin. 55 5885 (in Chinese) [顾永玉、张永康、张兴权、史建国 2006 物理学报 55 5885]

    [16]

    Ma D Y, Shen H 2004 Acoustic Handbook(Beijing: Science Press) p173 (in Chinese) [马大猷、沈 壕 2004 声学手册(北京:科学出版社) 第173页]

    [17]

    Thord T, Franz J K, Aravinda K 2003 Optics and lasers in engineering 39 51

    [18]

    Fabbro R, Fournier J, Ballard P, Devaux D, Virmont J 1990 J. Appl. Phys. 68 775

    [19]

    Peyre P, Berthe L, Fabbro R, Sollier A 2000 J. Phys. D 33 498

    [20]

    Romain J P, Bauer F, Zagouri D, Boustie M 1994 High-pressure Science and Technology -1993 (New York: American Institute of Physics) p1915

  • [1] 李坤, 杨苏辉, 廖英琦, 林学彤, 王欣, 张金英, 李卓. 强度调制532 nm激光水下测距. 物理学报, 2021, 70(8): 084203. doi: 10.7498/aps.70.20201612
    [2] 赵辛未, 吕俊鹏, 倪振华. 铅卤钙钛矿法布里-珀罗谐振腔激光器. 物理学报, 2021, 70(5): 054205. doi: 10.7498/aps.70.20201302
    [3] 孙伟, 安维明, 仲佳勇. 磁场对激光驱动Kelvin-Helmholtz不稳定性影响的二维数值研究. 物理学报, 2020, 69(24): 244701. doi: 10.7498/aps.69.20201167
    [4] 晏春回, 王挺峰, 张合勇, 吕韬, 吴世松. 近距离激光外差探测光学极限位移分辨率. 物理学报, 2017, 66(23): 234208. doi: 10.7498/aps.66.234208
    [5] 张永燕, 吴九汇, 曾涛, 钟宏民. 利用激光光梯度力消除气溶胶雾霾粒子的机理研究. 物理学报, 2016, 65(7): 074203. doi: 10.7498/aps.65.074203
    [6] 李成强, 王挺峰, 张合勇, 谢京江, 刘立生, 郭劲. 激光光源线宽对外差探测性能的影响. 物理学报, 2016, 65(8): 084206. doi: 10.7498/aps.65.084206
    [7] 韩祥临, 赵振江, 程荣军, 莫嘉琪. 飞秒脉冲激光对纳米金属薄膜传导模型的解. 物理学报, 2013, 62(11): 110202. doi: 10.7498/aps.62.110202
    [8] 孙兵兵, 吴博, 王辉, 黄志祥, 吴先良. 基于四能级原子系统模型增益媒质激光原理研究. 物理学报, 2012, 61(22): 220206. doi: 10.7498/aps.61.220206
    [9] 黄锋, 邸洪双, 王广山. 用元胞自动机方法模拟镁合金薄带双辊铸轧过程凝固组织. 物理学报, 2009, 58(13): 313-S318. doi: 10.7498/aps.58.313
    [10] 张红鹰, 吴师岗. 飞秒激光作用下薄膜破坏的力学过程. 物理学报, 2007, 56(9): 5314-5317. doi: 10.7498/aps.56.5314
    [11] 许光明, 郑佳伟, 刘 勇, 崔建忠. 电磁场作用下溶质元素在镁合金AZ61的分布. 物理学报, 2007, 56(7): 4247-4251. doi: 10.7498/aps.56.4247
    [12] 莫嘉琪, 张伟江, 何 铭. 激光脉冲放大器传输波的计算. 物理学报, 2006, 55(7): 3233-3236. doi: 10.7498/aps.55.3233
    [13] 夏志林, 范正修, 邵建达. 激光作用下薄膜中的电子-声子散射速率. 物理学报, 2006, 55(6): 3007-3012. doi: 10.7498/aps.55.3007
    [14] 顾永玉, 张永康, 张兴权, 史建国. 约束层对激光驱动冲击波压力影响机理的理论研究. 物理学报, 2006, 55(11): 5885-5891. doi: 10.7498/aps.55.5885
    [15] 刘贵立. 稀土对镁合金应力腐蚀影响电子理论研究. 物理学报, 2006, 55(12): 6570-6573. doi: 10.7498/aps.55.6570
    [16] 张国英, 张 辉, 赵子夫, 李昱材. 杂质对镁合金耐蚀性影响的电子理论研究. 物理学报, 2006, 55(5): 2439-2443. doi: 10.7498/aps.55.2439
    [17] 石春花, 邱锡钧, 安伟科, 李儒新. μ-子催化核聚变中强脉冲激光对介原子μ3He的电离. 物理学报, 2005, 54(9): 4087-4091. doi: 10.7498/aps.54.4087
    [18] 陈岁元, 刘常升, 李慧莉, 崔 彤. 非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金激光纳米化的超精细结构研究. 物理学报, 2005, 54(9): 4157-4163. doi: 10.7498/aps.54.4157
    [19] 颜森林, 迟泽英, 陈文建, 王泽农. 激光混沌同步和解码以及优化. 物理学报, 2004, 53(6): 1704-1709. doi: 10.7498/aps.53.1704
    [20] 包卫平, 许光明, 班春燕, 崔建忠. 静磁场对镁合金凝固组织的影响. 物理学报, 2004, 53(6): 2024-2028. doi: 10.7498/aps.53.2024
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-06-25
  • 修回日期:  2009-10-12
  • 刊出日期:  2010-04-05

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