激光空化强化技术是一种新型的材料表面改性处理技术。本书详细阐述激光诱导空泡空化强化并抑制空蚀的理论和技术。在总结激光空化强化技术的理论、应用和发展成果的基础上，较系统地阐述激光诱导空泡及空化强化的基本理论，研究激光诱导水下空泡的冲击波力学效应，分析激光空化的机械效应和化学效应，给出各种材料在激光空化强化的表面形貌、残余应力、抗空蚀性能等，充分反映激光诱导空泡空化强化技术的先进性与实用性。本书还给出诸多具体的应用实例，具有较好的可读性和借鉴性。
样章试读
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前言
第1章 空化简介 1
1.1 概述 1
1.2 空化与空蚀 1
1.3 空化汽化与空化液化 6
1.4 空化内涵与分类 8
1.4.1 空化的内涵 8
1.4.2 空化的分类 9
1.5 空化核与空化数 10
1.5.1 空化核 10
1.5.2 运动平衡与气核悖理 11
1.5.3 空化初生和空化数 13
1.6 空化效应与空化强化 15
1.6.1 空化的能量效应 15
1.6.2 空化强化与激光空化方法 16
1.7 本章小结 18
参考文献 18
第2章 激光等离子体冲击波和空化空泡特性 21
2.1 概述 21
2.2 激光击穿液态物质 21
2.3 激光诱导等离子体冲击波 23
2.3.1 激光等离子体冲击波形成 23
2.3.2 水下冲击波的基本方程 25
2.4 气泡动力学与气泡特性 30
2.4.1 气泡动力学Rayleigh-Plesset(R-P)方程 30
2.4.2 气泡的生长、溃灭与回弹 31
2.5 激光诱导水下空泡脉动作用 33
2.5.1 球形蒸气泡溃灭过程 34
2.5.2 含气量修正 36
2.5.3 液体黏性、表面张力和可压缩性影响 39
2.6 近壁面的激光诱导空泡脉动 41
2.6.1 球形空泡的非对称溃灭和微射流机理 42
2.6.2 空泡溃灭的冲击波压力 45
2.6.3 球形空泡溃灭后的回弹与冲击波 50
2.7 本章小结 52
参考文献 52
第3章 激光空化的力学强化效应 55
3.1 概述 55
3.2 脉冲激光对声压信号探测 55
3.2.1 声压信号探测系统 55
3.2.2 水听器探测原理 57
3.3 多参数脉冲激光实验对比分析 59
3.3.1 声压信号对比分析 59
3.3.2 靶材作用对比分析 61
3.4 激光脉冲能量对声压信号的影响 63
3.4.1 声压信号与力学效应转换关系 63
3.4.2 激光能量与靶材作用力的关系 63
3.5 本章小结 65
参考文献 65
第4章 激光空化仿真研究 66
4.1 概述 66
4.2 近壁面空泡脉动模拟研究 66
4.2.1 模型建立与边界条件设置 66
4.2.2 湍流模型及参数设置 69
4.2.3 模拟结果与分析 71
4.3 激光空泡不同液体近壁面仿真 78
4.3.1 模型建立与边界条件设置 78
4.3.2 模拟结果与分析 80
4.4 不同离焦量下的激光空化仿真 87
4.4.1 模型建立与边界条件设置 87
4.4.2 模拟结果与分析 90
4.5 本章小结 96
参考文献 96
第5章 激光空化强化和化学强化效应 98
5.1 概述 98
5.2 激光空化强化理论 98
5.2.1 空化泡理论基础 98
5.2.2 激光空化化学强化 101
5.3 金属材料激光空化强化机理 102
5.3.1 2A02 靶材激光空化作用 102
5.3.2 激光空化强化实验 103
5.3.3 实验方案的选择 105
5.3.4 激光能量和离焦量对靶材机械性能的影响 107
5.4 激光空化的化学强化效应 111
5.4.1 羟自由基与化学强化作用效果 111
5.4.2 激光空化羟自由基的检测 111
5.4.3 激光能量对羟自由基含量的影响 117
5.4.4 激光空化强度与靶材性能对应关系 120
5.5 本章小结 124
参考文献 124
第6章 近壁面激光空化强化 127
6.1 概述 127
6.2 激光空化对机械性能的影响 127
6.2.1 激光空化对材料作用分析 127
6.2.2 激光能量对表面形貌的影响 128
6.2.3 激光能量对硬度的影响 131
6.2.4 激光能量对残余应力分布的影响 135
6.3 不同液体近壁面激光空化效果 139
6.3.1 不同液体激光空化强化实验系统 139
6.3.2 近壁面激光空泡的脉动过程 140
6.3.3 液体对合金表面性能的影响 142
6.4 本章小结 147
参考文献 147
第7章 激光空化抗空蚀性能提升 149
7.1 概述 149
7.2 水机材料的抗空蚀性 149
7.3 抗空蚀机理与表征 150
7.3.1 机械冲击机制 151
7.3.2 热、化学腐蚀机制 151
7.3.3 抗空蚀研究方法 152
7.4 典型铸铁的抗空蚀性能提升 154
7.4.1 激光空化及空蚀实验过程 154
7.4.2 激光空化对铸铁性能的影响 158
7.4.3 铸铁材料超声空蚀实验 162
7.4.4 激光能量对抗空蚀性能的影响 165
7.4.5 空化作用铸铁材料表面的抗空蚀机制 170
7.5 铝合金抗空蚀性能提升 171
7.5.1 铝合金实验设备及方法 171
7.5.2 3.5%NaCl溶液对材料空蚀性能的影响 174
7.5.3 激光空化对空蚀速率的影响 175
7.5.4 激光空化对材料硬度的影响 176
7.5.5 激光空化对空蚀形貌的影响 177
7.6 本章小结 179
参考文献 180
第8章 激光空化强化技术与成套试验装备 182
8.1 概述 182
8.2 激光空化强化技术 182
8.3 激光空化强化成套试验装备 184
8.3.1 激光诱导空化强化效果研究平台 184
8.3.2 激光器及相关设备介绍 185
8.3.3 激光诱导高性能水泵材料空化强化试验装备 187
8.3.4 激光诱导泵阀芯空化强化试验装备 189
8.3.5 激光诱导空化提高水泵叶轮强度试验装备 191
8.3.6 多系统自动化协调工作的激光诱导空化强化试验装备 193
8.3.7 高空化激光强化效率试验装备 195
8.4 本章小结 196
参考文献 196
索引 197
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