叶片疲劳断裂是航空发动机故障的主要形式之一,严重影响其安全可靠性。激光诱导等离子体冲击波对金属材料超高应变率强化,是解决构件疲劳断裂故障的重要措施,成为20世纪90年代以来国内外研究热点。但对于高推重比航空发动机薄壁叶片,由于缺乏对冲击波复杂耦合作用下材料超高应变率动态响应和薄壁叶片中弹塑性应力波传播规律的深刻理解,无法实现叶片变形控制和残余应力场优化,导致其抗疲劳性能下降。本项目以钛合金薄壁叶片为研究对象,构建冲击波作用下钛合金超高应变率本构模型,以探究冲击波在薄壁叶片中的传播规律和叶片变形机理为核心,采用理论研究、实验测试和数值仿真相结合的方法,解决激光等离子体冲击载荷下超高应变率本构模型的不足和动态力学性能参数难以直接获取等问题,实现薄壁叶片变形控制和残余应力场优化,为研究冲击载荷条件下薄壁结构的动力学响应奠定理论基础,为激光冲击强化在薄壁叶片中的应用提供技术支持。
英文主题词nanosecond pulsed laser;shock wave;constitutive model;parameter identification;deformation mechanism