成果推介 | 多介质协同空化射流强化技术及装备

院士团队：涂善东院士团队

所属学部：能源与矿业工程学部

成果详情：

为了提高零部件的疲劳寿命，往往采用喷丸、滚压和激光冲击等表层改性技术在金属表层引入残余压应力，但传统喷丸难以控制每个丸粒的速度、入射角度以及喷射位置，极易出现“欠喷”和“过喷”现象；而由于受辊子或滚珠的限制，对发动机涡轮盘的榫根等拐角处进行滚压也难以实现；激光冲击虽然可以强化任何照射到的位置，但由于存在成本、效率、稳定性等问题，大规模工程应用受到一定限制。因此，团队率先提出多介质协同空化射流强化技术，用以强化涡轮盘榫槽、叶片榫根及深孔等复杂狭窄的区域。首先，通过发展多介质协同空化射流强化理论，研究了纯水射流、流固耦合射流在淹没和非淹没条件下的强化方法；其次，基于ANSYS FLUENT对喷嘴结构进行优化仿真与基于ABAQUS对射流效果进行仿真；并研发了多介质协同空化射流强化系统，通过对钛合金、镍基高温合金试验件、航空发动机小叶片的表面强化，验证了该技术及装备的有效性，能够对金属表层引入一定的塑性变形层，大幅提升金属表层的残余压应力，并且强化后的表面均匀性较好。

成果图片及简要说明：