Zastosowanie laserowo indukowanych fal uderzeniowych do badania dynamicznych właściwości materiałów

• Autorzy: Radziejewska J. , Marczak J. , Hoffman J. , Sarzyński A. , Strzelec M.

Warianty tytułu

EN

Application of laser induced shock waves for investigation of dynamic properties of materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki prac dotyczących nowej metody badania dynamicznej twardości materiałów i warstw z zastosowaniem laserowego źródła intensywnego promieniowania o nanosekundowym czasie trwania. Fale uderzeniowe wzbudzane w badanych materiałach przez promieniowanie laserowe powodują deformacje plastyczne zachodzące z dużą prędkością odkształceń. Opisano układ eksperymentalny. Zamieszczono wyniki pomiarów amplitudy wzbudzanych fal oraz głębokości odkształcenia powierzchni. Celem prowadzonych eksperymentów było uzyskanie odkształceń plastycznych bez nadtapiania i ablacji powierzchni badanych materiałów i warstw. W badaniach zastosowano przetworniki piezoelektryczne, rejestrujące przebiegi czasowe i amplitudy dynamicznych zmian ciśnienia w badanym materiale. Wykonano pomiary fal naprężeń wzbudzanych w płytkach stalowych i aluminiowych przez impuls laserowy dużej mocy. Uzyskano amplitudę maksymalną około 1600 barów we wnętrzu czujnika, czyli około 10 000 barów we wnętrzu badanych materiałów.

EN

The paper presents selected results of the work on the new test method of dynamic hardness of materials and layers using a laser source of intense radiation of nanosecond duration. The shock waves induced in the test materials by laser radiation cause plastic deformation occurring at high speed deformation. The experimental system is described. The results of measurements of the amplitude of the induced wave and the depth of surface deformation are presented. The aim of the experiments is to obtain plastic deformation without fusing and ablation of the surface of the tested materials and layers. Piezoelectric transducers were used during experiments for recording waveforms and amplitudes of dynamic pressure changes in the material. Measurements of the stress waves induced in the steel and aluminum plates by high-power laser pulse were made. The maximal amplitude of about 1600 bar in the interior of the sensor was obtained, which is about 10 000 bar in the interior of the tested materials.

Słowa kluczowe

PL

oddziaływanie laser-materiał; fale uderzeniowe; piezoelektryczne czujniki ciśnienia

EN

laser-material interaction; shock waves; piezoelectric pressure gauge

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 6
• Strony: 544--547
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Radziejewska J.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN,– IPPT PAN

autor

Marczak J.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna (IOE WAT)

autor

Hoffman J.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN,– IPPT PAN

autor

Sarzyński A.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna (IOE WAT)

autor

Strzelec M.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna (IOE WAT)

Bibliografia

• [1] Field J. E., Walley S. M., Proud W. G, Goldrein H.T., Siviour C.R.: Review of experimental techniques for high rate deformation and shock studies. Int. J. Impact Eng. 30 (2004) 725÷775.
• [2] Sarzyński A., Marczak J., Strzelec M.: Pomiar ciśnienia fal uderzeniowych w eksperymentach laserowego umacniania laserowego. Inż. Mat. 3 (2011) 228÷232.
• [3] Radziejewska J.: Influence of laser-mechanical treatment on surface topography, erosive wear and contact stiffness. Mater. Design 32 (2011) 5073÷5081.
• [4] Kusiński J., Kac S., Kopia A., Radziszewska A., Rozmus-Górnikowska M., Major B., Major L., Marczak J., Lisiecki A.: Laser modification of the materials surface layer – a review paper. Bull. Pol. Acad. Sci-Te. 60 (2012) 711÷728.
• [5] Montross Ch. S., Wei T., Ye T., Clark G., Mai Y-W.: Laser shock processing and its effects on microstructure and properties of metal alloys – a review.Int. J. of Fatique 24 (2002) 1021÷1036.
• [6] Manikanta E., Venkateshwarlu P., Sai Shiva S, Rakesh Kumar V., Leela Ch., Surya P. Tewari, Manoj Kumar G., Prem Kiran P.: Dynamic response of metals and alloys to laser induced shock waves.Proc. SPIE 8433 (2012) 84331Z.
• [7] Zhakhovsky V. V., Demaske B. J., Inogamov N. A., Khokhlov V. A., Ashitkov S. I., Agranat M. B., Oleynik I. I.: Super-elastic response of metals to laser-induced shock waves. AIP Conf. Proc. 1464 (2012) 102.
• [8] http://www.piezotech.fr/fr/2-products-piezoelectric-polymers/.