激光冲击强化对航空发动机的应用价值

     航空发动机被称为飞机的心脏，叶片为航空发动机的关重件。叶片疲劳寿命严重制约飞机的飞行时间，因此，如何有效地解决发动机叶片低疲劳寿命问题，为航空工业重大需求。

航空发动机部件尤其是发动机叶片在转子高速（转速达500m/s）旋转带动及强气流的冲刷下，承受着拉伸、弯曲和振动等多种载荷，工作条件极其恶劣，特别是位于进气端的压气机叶片或风扇叶片，被强气流吸入的异物（如沙石）撞击后，叶片前缘易产生异物损伤（Foreign Object Damage，FOD）。FOD引起的应力集中急剧降低叶片疲劳寿命，或破坏源直接导致叶片发生快速断裂。断裂碎片甚至对发动机后续流道产生二次损伤，严重威胁了飞行安全性。为解决叶片FOD 带来的安全问题，欧美国家每年花费数百万美元甚至几十亿欧元，我国为解决该安全问题也花费了大量的人力、物力和财力。

1994年美国开始实施“高周疲劳科学和技术计划”，旨在提高部件的高周疲劳设计水平，消除高周疲劳引起的航空发动机故障，提高飞行安全性，降低实用成本。这项计划从众多表面强化技术中确定重点发展激光冲击强化技术（也称激光喷丸），并将其列为首要工艺技术措施。1995年，参与该计划的Jeff Dnlaney博士创立了世界上第一家从事激光冲击强化技术应用的公司——LSPTechnologies（激光冲击强化技术公司），将该技术由实验室推向了工业应用。

1998年，激光冲击强化技术被美国研发杂志评为100项最有价值的新技术之一。

经过近30年的发展，激光冲击强化技术被应用在了GE公司F101、F110、F404、F119等型号航空发动机叶片和整体叶盘强化处理，获得了显著的应用效果。据报道，该技术的应用可为美国空军每年节约成本超过10亿美元。

激光冲击强化因其具有强化工艺参数可调、零部件表层力学性能和弯曲变形量精确可控等优势，满足航空、航天和武器等领域对零部件的使用性能要求，可实现现有零部件的再制造。

山东迈特莱斯金属表面科技有限公司引进了美国LSPT公司最新一代半导体泵浦双光路激光冲击强化设备与技术，为国内航空发动机抗疲劳制造提供技术服务。