赵念友，程 晗，胡永祥

（上海交通大学机械与动力工程学院，机械系统与振动国家重点实验室，上海200240）

激光喷丸是一种新型的表面强化工艺，具有引入残余压应力幅值高、工艺可控性强、靶材表面质量好等突出工艺特点，在航空航天、国防装备制造等领域有着广泛的应用前景[1–2]。由于主要应用对象为航空发动机叶片、航空整体构件等高附加值零件，且一般是零件制造最后一道关键工序，激光喷丸对其工艺稳定性和可靠性要求较高。

在激光喷丸过程中，通过高能激光诱导等离子体对靶材产生冲击效应进而强化零件，在零件表面覆盖约束层是提升激光喷丸有效冲击效应的重要工艺方法。20世纪70年代，Anderholm和O'keefe等[3–4]发现在工件表面增加透明约束层，可以大幅度提高冲击压力和冲击变形效果，从而发展出了激光喷丸工艺方法。1997年，李志勇等[5]研究发现当采用K9玻璃作为约束层时，获得的冲击波峰压的大小可以提高到无约束层时的8.74倍。2002年，江苏大学周建忠等[6]采用光学玻璃和有机硅凝胶作为约束层，研究了约束层厚度对激光喷丸效果的影响，发现靶材的激光喷丸效果随着约束层厚度的增加而提高。然而，由于玻璃等介质的约束层容易因冲击爆炸而碎裂，无法进行持续多次冲击并且不便于清理更换，难以满足实际工程应用。相比于玻璃等固态介质，液态介质水具有击穿阈值高、可自动恢复、可控性强以及成本低等优点，流动水膜已经发展成为一种常用约束层[7]。……