研究方向: 激光沖擊強化技術(shù)研究團隊致力于為我國航空航天、核工業(yè)等國防民生重大方向提供激光沖擊強化技術(shù)支持,針對航空發(fā)動(dòng)機整體葉盤(pán)、大型復雜零部件、核反應堆控制棒焊接結構等進(jìn)行激光沖擊強化設備開(kāi)發(fā)與工藝研究。該技術(shù)是一項利用強激光束誘導等離子沖擊波發(fā)生塑性變形，提高金屬材料表面抗疲勞、耐磨損和抗腐蝕能力的技術(shù)，是目前最先進(jìn)、效果最好、效率最高、綠色環(huán)保的表面強化技術(shù)之一。然而該項技術(shù)長(cháng)期處于大國壟斷、技術(shù)封鎖的局面，嚴重制約我國軍事國防事業(yè)的發(fā)展，將該技術(shù)投入到大規模的工業(yè)生產(chǎn)，具有重要的戰略意義。

激光沖擊強化成套裝備與工藝技術(shù)研發(fā): 激光沖擊強化研究團隊在國家863計劃項目、中國科學(xué)院知識創(chuàng )新工程重要方向性項目等課題的大力支持下，自主研發(fā)的國內首臺首套航空發(fā)動(dòng)機整體葉盤(pán)激光沖擊強化裝備，打破了該技術(shù)大國壟斷、技術(shù)封鎖的局面，是我國唯一一臺投入工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機整體葉盤(pán)激光沖擊強化裝備，成功的在黎明航空發(fā)動(dòng)機公司進(jìn)行示范應用，利用激光沖擊強化技術(shù)可以有效的提高航空發(fā)動(dòng)機整體葉盤(pán)抗異物損傷能力及疲勞壽命，其使用壽命提高3倍以上，縮短了與國際先進(jìn)水平的距離。未來(lái)我們將拓展研究方向，實(shí)現軍事武器、汽車(chē)船舶、核工業(yè)、石油化工、生物移植等領(lǐng)域全面發(fā)展。

1.航空發(fā)動(dòng)機整體葉盤(pán)/葉片激光沖擊強化成套裝備的研發(fā)

在國家863項目重點(diǎn)支持下，由我團隊自主設計研發(fā)的航空發(fā)動(dòng)機整體葉盤(pán)/葉片激光沖擊強化成套裝備，是我國唯一一臺投入工業(yè)生產(chǎn)的激光沖擊強化裝備，攻克了整體葉盤(pán)激光沖擊強化的全自動(dòng)控制、復雜軌跡規劃、過(guò)程仿真、在線(xiàn)質(zhì)量監控、零件性能的定量預測等技術(shù)難關(guān)，并制定了一整套技術(shù)工藝參數與標準，有效地提高了航空發(fā)動(dòng)機整體葉盤(pán)抗異物損傷能力及使用壽命，使整體葉盤(pán)的疲勞壽命提高3倍以上，目前該設備在黎明航空發(fā)動(dòng)機（集團）有限責任公司運轉良好。

航空發(fā)動(dòng)機整體葉盤(pán)激光沖擊強化成套裝備

2.大型復雜曲面零件激光沖擊強化成套裝備的研發(fā)

在首臺航空發(fā)動(dòng)機激光沖擊強化裝備的基礎上，設計升級了高性能復雜曲面零件多功能激光沖擊強化設備系統，有效提高了大型復雜零件強化的效率和能力，實(shí)現了復雜曲面加工軌跡生成、光束自動(dòng)轉換，加工質(zhì)量不穩定度控制在±2.8%以?xún)?，零件性能的定量預測以及零件性能逐點(diǎn)可控的主動(dòng)加工方式，實(shí)現了復雜加工軌跡在線(xiàn)生成與精準控制，成功的解決了激光沖擊強化加工質(zhì)量穩定性問(wèn)題。

大型復雜曲面零件激光沖擊強化成套裝備的研發(fā)

3.航空發(fā)動(dòng)機葉片激光沖擊強化工藝技術(shù)

激光沖擊強化研究團隊在承擔國家863計劃項目、中國科學(xué)院知識創(chuàng )新工程重要方向性項目、中國科學(xué)院戰略性新興產(chǎn)業(yè)科技行動(dòng)計劃項目、企業(yè)委托開(kāi)發(fā)項目等多項縱橫向課題的基礎上，進(jìn)行了一系列高性能零件激光沖擊強化工藝開(kāi)發(fā)，為某型號航空發(fā)動(dòng)機整體葉盤(pán)制定了一整套激光沖擊強化技術(shù)工藝參數、企業(yè)標準與設備使用規范，使葉片振動(dòng)疲勞壽命從2.1×106提高至2.6×107，整體葉盤(pán)使用壽命提高3倍以上，并極大提高了其抗異物損傷能力。

整體葉盤(pán)激光沖擊強化工藝研究

4.核心部件激光沖擊強化工藝技術(shù)

針對多種復雜零部件進(jìn)行激光沖擊強化取得重大突破，直升機尾段聯(lián)軸器扭曲疲勞壽命提高5倍以上、短弧汞燈曝光壽命提高20%以上、水下機器人鋁合金結構件強度提高12%以上，TiAl合金激光沖擊強化后顯微硬度提高21.6%，疲勞壽命提高2倍以上，運20飛機起落架軸承材料TC18表面耐磨壽命提高約17%。對激光沖擊強化微觀(guān)機制與材料組織形貌演變進(jìn)行深入研究，掌握了激光沖擊作用下的微結構及殘余應力演變規律、建立了激光等離子體沖擊波能量、激光參數、約束層參數與材料組織性能之間的定量描述，分析了激光沖擊波力學(xué)效應加工過(guò)程中出現的各種非線(xiàn)性強耦合、多尺度效應、強時(shí)空變化現象對加工性能的影響規律、以及對激光沖擊響應、材料動(dòng)態(tài)力學(xué)行為、金屬材料微觀(guān)結構演化規律，突破了大型高性能零件性能再提高的技術(shù)瓶頸。

激光沖擊強化部分試樣件


TiAl合金微觀(guān)組織形貌
a）母材；b）沖擊后位錯纏結；c）沖擊后位錯孿晶；d）沖擊后位錯割接；
e）沖擊后位錯墻；f）沖擊后亞晶