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冲击波在膜基结构材料中传输的研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:TN24[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013, [2]江苏大学激光技术研究所,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金(51205172,51175237)、上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室开放基金(MSV-2015-17)、江苏省普通高校专业学位研究生创新计划(SJZZ15_0129)
中文摘要:

将Abaqus模拟与实验相结合,研究了激光诱导冲击波在膜基结构材料中的传输及其对膜层-基体结合强度的影响。建立不同声阻抗匹配模式的膜基结构模型,改变膜层厚度,分别进行模拟和实验。分析不同时刻深度方向的应力分布,膜层脱落的凸起形貌,不同膜层厚度对应的最大应力值、持续时间。结果发现:当膜层声阻抗小于基体时,膜层表面覆盖合适的约束层,可以避免膜层-基体界面处形成拉应力,两者结合强度不会减弱,材料表面性能得到强化;当膜层声阻抗大于基体时,应根据加工要求,决定是否可以进行激光冲击;当拉应力不可避免时,膜层厚度需慎重选择,既要考虑材料表面的强化效果,也要减小界面处拉应力强度。

英文摘要:

In order to study laser-induced shock wave's propagation properties in the film-substrate structure material and its impact on film-substrate bonding strength,the process is studied systematically based on Abaquas software and experiments.In the numerical simulation,the film-substrate structure models with different acoustic impedance matching modes are established and the film thickness is changed.The stress distribution along the depth direction at different moments,the convex morphology of films,the maximum stress value and duration of different thickness films are all analyzed.The results show that,when the acoustic impedance of the film is weaker than that of the substrate,tensile stress at the interface between the film and substrate can be avoided by covering appropriate constraint layer on the film surface.In this case,the bonding strength is not weakened and the material surface properties are enhanced.When the acoustic impedance of the film is stronger than that of the substrate,conducting the laser shock or not depends on the processing purposes.When the stress is unavoidable,choices of material thickness should be cautious.Not only the strengthening effect of the material surface should be taken into account,but also the tensile stress at the interface between the film and substrate should be reduced.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849