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作者：曹志远;古钦朋;李朋;高玺;刘波;
单位：西北工业大学动力与能源学院;西安中科微精光子科技股份有限公司;
摘要：超快激光打孔因其高精度、非接触等优点在加工精密孔领域有着广泛应用，打孔过程常辅助气体以提升加工质量和效率。针对超快激光加工涡轮叶片气膜孔时的吹气流场，研究了吹气方式、进气压力等吹气参数和改型喷嘴对激波结构的影响。结果表明：同轴和旁轴辅助吹气时流场中均存在正激波，同轴吹气时还存在激波盘，旁轴吹气时气膜孔内流速更高，更有利于辅助加工；随着进气压力增加，激波强度和马赫数峰值增大，激波影响区域增大；随着喷嘴直径增加，激波的膨胀范围增加，正激波和激波盘的位置下降，第二道正激波和激波盘的范围缩小。喷嘴改型成椭圆形时，激波结构不再对称分布，随着椭圆长短轴比增加，激波影响区域增加，Ma=1.95时等值面形状从倒钟形变成锥形，激波盘逐渐变小直至基本消失；改型喷嘴通过引入螺旋流，削弱了激波强度，促进了气膜孔内流体的掺混，喷嘴内壁引入旋涡发生器的旋流式喷嘴更有利于吹除气膜孔内的金属残渣，进一步提升超快激光打孔的质量和效率。对比可知，进气压力和喷嘴直径主要影响激波强度和范围，喷嘴形状主要影响激波形状和结构。
关键词：超快激光加工;;涡轮叶片;;气膜孔;;辅助吹气;;激波结构;;超声速
基金资助：西安市科技局重点产业链关键核心技术攻关项目（2023JH-ZCGJ-0022）~~
