Актуальной задачей в области авиадвигателестроения является упрочнение тонких кромок лопаток ГТД методом лазерной ударной обработки (ЛУО).
Рис.1 – (а) внешний вид и основные узлы (вид без защитного кожуха): 1 – оптико-технологическая голова; 2 – хомут, 3 – платформа, 4 – призма на стойке, 5 – устройство линейной регулировки, 6 – зеркала, 7 – гониометры, 8 – поворотное устройство регулировки; (б) иллюстрация двустороннего лазерного удара по кромке лопатки; (в) график зависимости остаточных напряжений от глубины после различных режимов ЛУО (численный расчет)
Традиционная односторонняя ЛУО приводит к деформациям и появлению растягивающих напряжений на поверхностях тонкостенных деталей, тогда как синхронная двусторонняя обработка обеспечивает взаимную компенсацию воздействий, предотвращает изгиб и создает равномерный слой сжимающих напряжений по контуру кромки.
В «ИМСС УрО РАН» реализована установка (рисунок 1а,б), включающая оптическую голову и призму, разделяющие исходный лазерный луч на два пучка с идентичными характеристиками для синхронного воздействия на противоположные поверхности детали.
Численное моделирование процесса двусторонней синхронной ЛУО кромки лопатки в разных режимах подтвердило эффективность данного способа. На рисунке 1в представлены полученные расчетные профили остаточных напряжений по толщине кромки. Сформированная база данных позволила определить режимы, обеспечивающие оптимальное поле остаточных напряжений в области кромки лопатки.
Bartolomei, M., Kudryashev, I., Sabirov, R., Korsunsky, A. Numerical investigation of residual stresses on a thin blade edge after double-sided symmetric laser shock peening // Frattura ed Integrità Strutturale. - 2025. - Vol. 72. - P. 26-33. https://doi.org/10.3221/IGF-ESIS.72.03