激光冲击强化钛碳纤维层板

疲劳起始寿命提升

对钛基碳纤维/环氧层板开孔结构进行激光冲击强化，产生贯穿外层钛板孔壁全厚度的压缩残余应力，有效抑制疲劳裂纹萌生。

周王凡 · Yang, Yu · Wu, Yongsheng · 李永健 · 陈兰 · 童照鹏 · Ren X.

Journal of Materials Research and Technology 2024

参数信息

疲劳起始寿命提升幅度

22.1–81.0 %

技术优势

孔壁全深度强化

激光冲击强化后，外层钛板孔壁沿厚度方向全部产生压缩残余应力，从整个深度上抑制疲劳裂纹萌生。

寿命提升达81%

在适当的层板结构和疲劳载荷下，疲劳起始寿命可提高81.0%，且增幅稳定不低于22.1%。

可预测强化效果

通过有限元模拟与理论计算可准确预测LSP处理前后开孔Ti-CF FMLs的疲劳起始寿命，可用于优化工艺参数。

应用场景

• 碳纤维复合材料结构件：用LSP强化开孔部位，使碳纤维复合结构件在减轻重量的同时提高疲劳寿命，避免开裂。
• 航空结构疲劳强化：对航空结构中不可避免的开孔部位进行LSP处理，显著提高疲劳起始寿命，延长维修间隔。
• 开孔结构抗疲劳设计：提供一种后处理方法，在孔壁引入压缩残余应力，从设计上提高开孔结构的抗疲劳性能。