繼成功與上海大眾汽車有限公司開展汽車模具激光表面強(qiáng)化科技合作項目之后，中國科學(xué)院力學(xué)所激光智能制造工藝力學(xué)實驗室與中國北方發(fā)動機(jī)研究所合作，建成國內(nèi)首套激光熱負(fù)荷實驗系統(tǒng)，再一次在工程實踐領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。研究結(jié)果表明，采用激光進(jìn)行活塞熱負(fù)荷模擬實驗具有周期短、可控性好等優(yōu)點，解決了傳統(tǒng)熱負(fù)荷實驗熱源質(zhì)量差的瓶頸問題。 活塞等部件的熱疲勞性能對發(fā)動機(jī)的全壽命至關(guān)重要。目前國際上常采用高頻感應(yīng)線圈、石英燈或電阻加熱器、高溫燃?xì)獾燃訜岱椒ń⑵馃嶝?fù)荷實驗平臺，以評估活塞等部件的熱疲勞壽命。力學(xué)所虞鋼研究員領(lǐng)導(dǎo)的激光智能制造工藝力學(xué)實驗室于2004年啟動與中國北方發(fā)動機(jī)研究所的合作，并承擔(dān)了該系統(tǒng)的研制工作。經(jīng)過兩年的技術(shù)攻關(guān)，他們攻克了激光柔性傳輸與系統(tǒng)同步控制、瞬態(tài)高溫溫度場測量與模擬、光束整形器反求設(shè)計與制備等多項關(guān)鍵技術(shù)和學(xué)術(shù)難題，建成了國內(nèi)首套“激光熱負(fù)荷實驗系統(tǒng)”。 該系統(tǒng)采用光束轉(zhuǎn)換技術(shù)，使激光以多圓環(huán)光束投射在待測工件表面，從而獲得特定的瞬態(tài)溫度場。可對發(fā)動機(jī)關(guān)鍵部件如活塞、氣缸蓋等進(jìn)行高周熱疲勞和熱沖擊疲勞實驗研究，為把好發(fā)動機(jī)的質(zhì)量關(guān)提供了保障。同時，這套系統(tǒng)還可以完成焊接、切割等其他激光柔性加工和制造過程。經(jīng)初步確認(rèn)，該系統(tǒng)多項指標(biāo)處于國際領(lǐng)先水平，雙方領(lǐng)導(dǎo)也對該系統(tǒng)給予了高度評價。 雙方以此次成功合作為基礎(chǔ)，決定建立更加緊密的合作關(guān)系，并成立“中科院力學(xué)所與北方發(fā)動機(jī)研究所發(fā)動機(jī)工程與科學(xué)聯(lián)合實驗室”，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，提升我國發(fā)動機(jī)自主創(chuàng)新能力。