本文關鍵詞：2A02鋁合金的激光空化強化機理與羥自由基影響實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空化是水利機械中的一種特有現(xiàn)象,通常會造成空蝕破壞,嚴重時甚至引發(fā)事故。由于空化中會產(chǎn)生空泡潰滅微射流和沖擊波現(xiàn)象,促使研究人員利用空化所產(chǎn)生的極端物理條件進行空化強化方面的研究。激光空化泡具有球對稱性好、易控制等優(yōu)點,正逐漸成為空化領域的研究熱點。本文探究了激光空化機理,實驗研究了激光能量和離焦量對于2A02靶材機械性能的影響;驗證了激光空化與水力空化和超聲波空化類似,空化過程中會產(chǎn)生羥自由基,同時分析了激光能量和離焦量對于羥自由基含量的影響,提出將羥自由基濃度作為激光空化強度的特征值用來表征激光空化對于2A02靶材機械性能的影響,并最終確定了激光空化的最佳實驗參數(shù)以及用于衡量2A02靶材性能強化效果的羥自由基濃度閾值,獲得了以下主要結論和研究成果:(1)實驗研究不同激光能量和離焦量下,激光空化對于2A02靶材表面殘余應力和表面形貌的影響,獲得了空泡潰滅過程中空泡微射流、沖擊波以及激光沖擊對靶材的作用機理,探究了激光空化強化機制。研究發(fā)現(xiàn):激光空化會在靶材表面產(chǎn)生類圓形影響區(qū)域,且隨著激光能量的增大靶材表面殘余應力值和表面影響區(qū)的半徑都隨之變大;靶材性能的強化效果隨著H值的增加,先增加后減小。在H=1mm時,靶材表面殘余應力值最大,表面形貌最好,達到了最佳的強化效果。(2)對比分析了用于檢測羥自由基含量的不同方法,建立了定量檢測羥自由基含量的優(yōu)化方法,確定了捕捉劑及檢測液的濃度;通過對比觀察吸光度值的變化,證實了激光空化與水力空化一樣均會產(chǎn)生羥自由基;實驗發(fā)現(xiàn)激光等離子體與靶材的相互作用對羥自由基含量也有影響,并進一步研究了不同激光能量和離焦量下,羥自由基含量的變化,進而確定了羥自由基濃度達到最大時的實驗參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn):當H一定時,羥自由基濃度(激光空化強度)隨著激光能量的提升而加速增強;當H=1mm時,羥自由基量最多,激光空化強度最強。(3)通過探究羥自由基含量與2A02靶材表面殘余應力值之間的關系,驗證了激光空化對于靶材機械性能的影響規(guī)律;并重點分析了羥自由基含量(化學強化效應)與靶材表面性能強化(機械性能強化)的關系,獲得了使2A02靶材表面性能發(fā)生明顯強化時的羥自由基濃度閾值C·OH1。研究發(fā)現(xiàn):當C·OH?C·OH1時,2A02靶材表面會呈現(xiàn)明顯強化效果;當C·OHC·OH1,2A02靶材表面性能提升不明顯。
【關鍵詞】：空化泡 激光空化 羥自由基 殘余應力 激光能量 離焦量
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21;TN249
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 研究背景及現(xiàn)狀11-14
• 1.2 空化現(xiàn)象與特點14-19
• 1.2.1 空化產(chǎn)生方式14-17
• 1.2.2 空化過程17-18
• 1.2.3 空化的能量效應18-19
• 1.3 選題意義及研究內容19-22
• 1.3.1 選題意義19-20
• 1.3.2 研究內容20-22
• 第二章 激光空化強化理論基礎22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 流體力學運動方程22-25
• 2.3 空化泡理論基礎25-31
• 2.3.1 空化泡的脈動過程25-27
• 2.3.2 空化泡的潰滅過程27-31
• 2.4 激光空化化學強化機理31-32
• 2.4.1 熱點效應31
• 2.4.2 空化化學效應31-32
• 2.5 本章小結32-33
• 第三章 激光空化對2A02靶材的強化機理研究33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 激光空化強化實驗方案設計33-37
• 3.2.1 實驗材料制備33-35
• 3.2.2 實驗設備和方法35-37
• 3.3 實驗方案的選擇37-39
• 3.4 激光能量和離焦量對靶材機械性能的影響39-43
• 3.5 總結43-45
• 第四章 激光空化的化學強化效應45-63
• 4.1 引言45
• 4.2 激光空化羥自由基的檢測及實驗方案45-52
• 4.2.1 羥自由基捕捉劑46-47
• 4.2.2 檢測方案47-50
• 4.2.3 羥自由基實驗方案50-52
• 4.3 激光能量和離焦量對羥自由基含量的影響52-57
• 4.3.1 激光空化產(chǎn)生羥自由基的驗證實驗52-53
• 4.3.2 激光能量和離焦量對于羥自由基含量的影響53-57
• 4.4 激光空化強度與靶材性能強化的關系57-61
• 4.4.1 羥自由基含量與2A02靶材表面殘余應力間的關系58-60
• 4.4.2 激光空化強度與2A02靶材表面性能強化的關系60-61
• 4.5 總結61-63
• 第五章 總結與展望63-65
• 5.1 總結63-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70-71
• 攻讀研究生期間發(fā)表論文與研究成果71

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1 倪漢根,黃建波,徐福生;繞流體初生空化數(shù)的概率估計[J];水利學報;1986年10期

2 許衛(wèi)新,程貫一,潘森森;空化起始的理論預測——模糊空化系統(tǒng)[J];力學學報;1987年06期

3 吳建華;柴恭純;;垂直匯流漩渦空化的聲測研究[J];水利水運科學研究;1989年03期

4 賀成龍;吳建華;劉文莉;;空化應用研究進展綜述[J];嘉興學院學報;2008年03期

5 潘森森;空化機理的近代研究[J];力學進展;1979年04期

6 肖天鐸;深水緩坡突體和升臺的初生空化數(shù)顯解式[J];水利學報;1985年08期

7 夏維洪,孫景琴,賈春英;減壓模型的初生空化相似律[J];水利學報;1985年09期

8 楊志明,李煒;關于消失空化的機理[J];水動力學研究與進展;1987年04期

9 鄭國華 ,黃熾元;計入水流阻力的等空化數(shù)曲線計算[J];石河子農(nóng)學院學報;1989年02期

10 彭曉星,王力,潘森森;水中空氣含量對旋渦空化的影響[J];水動力學研究與進展;1989年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 張偉;張瑞平;陳建業(yè);熊煒;張小斌;邱利民;;基于動態(tài)空化模型繞數(shù)值研究扭曲三維翼型的非穩(wěn)態(tài)空化過程[A];第二十五屆全國水動力學研討會暨第十二屆全國水動力學學術會議文集（下冊）[C];2013年

2 彭曉星;洪方文;;25~(th)ITTC空化專家委員會報告綜述[A];2008年船舶水動力學學術會議暨中國船舶學術界進入ITTC30周年紀念會論文集[C];2008年

3 曹彥濤;彭曉星;徐良浩;;繞三維扭曲水翼云空化演化數(shù)值模擬[A];第十三屆全國水動力學學術會議暨第二十六屆全國水動力學研討會論文集——F船舶與海洋工程流體力學[C];2014年

4 洪方文;褚學森;彭曉星;顏開;劉登成;陳瑋琪;;中國船舶科學研究中心近期空化流動研究進展[A];第十一屆全國水動力學學術會議暨第二十四屆全國水動力學研討會并周培源誕辰110周年紀念大會文集（上冊）[C];2012年

5 易燦;李根生;張定國;;圍壓下噴嘴空化起始能力的實驗研究[A];第十八屆全國水動力學研討會文集[C];2004年

6 楊慶;張建民;戴光清;李鵬;;高速突擴流空化初生及比尺效應試驗研究[A];第二十一屆全國水動力學研討會暨第八屆全國水動力學學術會議暨兩岸船舶與海洋工程水動力學研討會文集[C];2008年

7 彭曉星;;發(fā)展空化及其不穩(wěn)定現(xiàn)象研究[A];第二十五屆全國水動力學研討會暨第十二屆全國水動力學學術會議文集（上冊）[C];2013年

8 陳笑然;閻兆立;陳杰;程曉斌;李曉東;;水泵空化的超聲主動探測方法[A];泛在信息社會中的聲學——中國聲學學會2010年全國會員代表大會暨學術會議論文集[C];2010年

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1 王健;水力裝置空化空蝕數(shù)值計算與試驗研究[D];江蘇大學;2015年

2 趙宇;葉頂間隙旋渦空化數(shù)值計算模型與流動機理研究[D];北京理工大學;2016年

3 陳廣豪;附著型非定�？栈黧w動力特性與機理研究[D];北京理工大學;2016年

4 楊慶;空化初生機理及比尺效應研究[D];四川大學;2005年

5 王柏秋;水下高速航行體非定常空化流場數(shù)值計算[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

6 李曉俊;離心泵葉片前緣空化非定常流動機理及動力學特性研究[D];江蘇大學;2013年

7 楊靜;混流式水輪機尾水管空化流場研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2013年

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9 王勇;離心泵空化及其誘導振動噪聲研究[D];江蘇大學;2011年

10 杜學文;液壓閥口空化機理及對系統(tǒng)的影響[D];浙江大學;2008年

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1 黃旭;表面特性對繞水翼空化流動影響的研究[D];北京理工大學;2015年

2 冉文q，

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