【技术实现步骤摘要】
本公开涉及航空航天领域，具体而言，涉及一种激光冲击超声滚压复合强化装置与强化方法。
技术介绍
1、航空发动机叶片常采用燕尾榫连接结构与涡轮盘连接，在服役条件下，由于复杂的接触边界条件，发动机叶片榫头与榫槽间严重挤压并相对滑移，极易发生微动疲劳失效。随着高性能航空发动机的发展，涡轮部件服役温度、压力不断提高，发动机叶片榫头的微动疲劳问题愈加突出。
2、在现有技术中，对发动机叶片榫头表面的强化处理难以满足其服役性能的要求。
3、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本公开的目的在于提供一种激光冲击超声滚压复合强化装置与强化方法，可以实现激光冲击表面强化与超声滚压表面强化的同步复合，达到工程构件延寿、服役性能提高的目的。
2、根据本公开的一个方面，提供一种激光冲击超声滚压复合强化装置，包括：
3、振动发生机构，用于产生机械振动；
4、变幅杆，用于接收并放大振动发生机构的机械振动；
5、工具头，包括与变幅杆相连接的支撑杆，设于支撑杆远离振动发生机构一端的滚子；滚子的球面突出于支撑杆，滚子相对于支撑杆可滚动地设置，支撑杆用于将机械振动传递至滚子；
6、激光发射装置，包括第一激光发射器，第一激光发射器与支撑杆的侧壁相连接，第一激光发射器的发射方向与支撑杆的轴线平行。
7、在本公开的一种
8、在本公开的一种示例性实施方式中，振动发生机构包括超声波发生器与超声波换能器，超声波发生器与超声波换能器相连接，超声波发生器用于产生超声频电振荡，超声波换能器用于将超声频电振荡转化为超声机械振动，超声波换能器连接于变幅杆远离支撑杆的一端；
9、其中，超声波换能器、变幅杆、支撑杆与滚子的轴线共线。
10、在本公开的一种示例性实施方式中，激光冲击超声滚压复合强化装置还包括辅助夹具，辅助夹具包括成对设置的第一夹头与成对设置的第二夹头；
11、其中，两第一夹头之间设有第一连接杆，第一连接杆与至少一个第一夹头可活动地连接，以使两第一夹头可相对靠近或相对远离地设置；
12、两第二夹头之间设有第二连接杆，第二连接杆与至少一个第二夹头可活动地连接，以使两第二夹头可相对靠近或相对远离地设置。
13、在本公开的一种示例性实施方式中，辅助夹具包括成对设置的第一伸缩杆，第一伸缩杆一一对应地与第一夹头连接，第一伸缩杆沿自身轴线可伸缩地设置。
14、在本公开的一种示例性实施方式中，第一伸缩杆的顶部通过第一摆动杆与第一夹头相铰接，其中，第一摆动杆的一端与第一夹头固定连接，第一摆动杆的另一端铰接于第一伸缩杆的顶部。
15、在本公开的一种示例性实施方式中，辅助夹具包括成对设置且相互平行的滑槽，第一伸缩杆远离第一夹头的一端一一对应地、沿滑槽可移动地设于滑槽内。
16、在本公开的一种示例性实施方式中，
17、辅助夹具包括成对设置的第二伸缩杆，第二伸缩杆一一对应地与第二夹头连接，第二伸缩杆沿自身轴线可伸缩地设置；
18、第二伸缩杆的顶部通过第二摆动杆与第二夹头相铰接，其中，第二摆动杆的一端与第二夹头固定连接，第二摆动杆的另一端铰接于第二伸缩杆的顶部；
19、第二伸缩杆远离第二夹头的一端一一对应地、沿滑槽可移动地设于滑槽内。
20、在本公开的一种示例性实施方式中，
21、支撑杆的轴线与第一伸缩杆的轴线相平行；激光冲击超声滚压复合强化装置还包括动力机构，动力机构用于驱动第一夹头与第二夹头移动，以使第一夹头与第二夹头夹持的工件相对于支撑杆移动。
22、根据本公开的另一个方面，提供一种激光冲击超声滚压复合强化方法，包括：
23、将工件夹持固定于激光冲击超声滚压复合强化装置的辅助夹具，第一夹头与第二夹头夹紧工件，滚子与工件表面相接触；
24、驱动辅助夹具带动工件移动，以使滚子在工件表面滚动；
25、根据滚子的滚动方向与工件的滚压路线，确定第一激光发射器的脉冲能量。
26、本公开的激光冲击超声滚压复合强化装置与复合强化方法，可以实现激光冲击表面强化与超声滚压表面强化的同步复合。第一激光发射器可以利用激光冲击在工件表面产生较大的残余应力梯度，有效抑制疲劳裂纹萌生扩展；而用于对工件进行超声滚压的工具头则可减小工件表面粗糙度，缓和应力集中，二者相互结合，共同对在工件表面发挥作用，可以达到工程构件延寿、服役性能提高的目的。
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1.一种激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述激光发射装置(4)还包括第二激光发射器(42)，所述第二激光发射器(42)与所述支撑杆(31)的侧壁相连接，所述第二激光发射器(42)的发射方向与所述支撑杆(31)的轴线平行。
3.根据权利要求1所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述振动发生机构(1)包括超声波发生器(11)与超声波换能器(12)，所述超声波发生器(11)与所述超声波换能器(12)相连接，所述超声波发生器(11)用于产生超声频电振荡，所述超声波换能器(12)用于将超声频电振荡转化为超声机械振动，所述超声波换能器(12)连接于所述变幅杆(2)远离所述支撑杆(31)的一端；
4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述激光冲击超声滚压复合强化装置还包括辅助夹具(5)，所述辅助夹具(5)包括成对设置的第一夹头(51)与成对设置的第二夹头(52)；
5.根据权利要求4所述的激光冲击超声滚压复合强化
6.根据权利要求5所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述第一伸缩杆(53)的顶部通过第一摆动杆(531)与所述第一夹头(51)相铰接，其中，所述第一摆动杆(531)的一端与所述第一夹头(51)固定连接，所述第一摆动杆(531)的另一端铰接于所述第一伸缩杆(53)的顶部。
7.根据权利要求5所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述辅助夹具(5)包括成对设置且相互平行的滑槽(55)，所述第一伸缩杆(53)远离所述第一夹头(51)的一端一一对应地、沿所述滑槽(55)可移动地设于所述滑槽(55)内。
8.根据权利要求7所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述辅助夹具(5)包括成对设置的第二伸缩杆(54)，所述第二伸缩杆(54)一一对应地与所述第二夹头(52)连接，所述第二伸缩杆(54)沿自身轴线可伸缩地设置；
9.根据权利要求5所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述支撑杆(31)的轴线与所述第一伸缩杆(53)的轴线相平行；所述激光冲击超声滚压复合强化装置还包括动力机构，所述动力机构用于驱动所述第一夹头(51)与所述第二夹头(52)移动，以使所述第一夹头(51)与所述第二夹头(52)夹持的工件相对于所述支撑杆(31)移动。
10.一种激光冲击超声滚压复合强化方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述激光发射装置(4)还包括第二激光发射器(42)，所述第二激光发射器(42)与所述支撑杆(31)的侧壁相连接，所述第二激光发射器(42)的发射方向与所述支撑杆(31)的轴线平行。
3.根据权利要求1所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述振动发生机构(1)包括超声波发生器(11)与超声波换能器(12)，所述超声波发生器(11)与所述超声波换能器(12)相连接，所述超声波发生器(11)用于产生超声频电振荡，所述超声波换能器(12)用于将超声频电振荡转化为超声机械振动，所述超声波换能器(12)连接于所述变幅杆(2)远离所述支撑杆(31)的一端；
4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述激光冲击超声滚压复合强化装置还包括辅助夹具(5)，所述辅助夹具(5)包括成对设置的第一夹头(51)与成对设置的第二夹头(52)；
5.根据权利要求4所述的激光冲击超声滚压复合强化装置，其特征在于，所述辅助夹具(5)包括成对设置的第一伸缩杆(53)，所述第一伸缩杆(53)一一对应地与所述第一夹头(51)连接，所述第一伸缩杆(53)沿自身轴线可伸缩地设置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙守义，李磊，陈辉涛，豆敏，赵登辉，岳珠峰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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