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激光喷丸强化是一种利用激光诱导生产的冲击波压力对工件表面进行强化的机械加工技术，在航空航天、汽车制造、国防装备等方面都有着广泛的应用前景。为了使激光喷丸强化技术更有效、灵活、安全地应用于工业加工中，本文尝试使用光纤作为强激光脉冲的载体，构建一种基于光纤传输的高功率激光喷丸强化系统。论文的主要工作和进展如下:
根据激光喷丸强化对激光功率密度的要求(GW/cm2)，分析了用于产生和传输高功率激光的光学器件，如激光器、耦合透镜、光纤等。通过对比发现，使用Nd∶YAG脉冲激光器、单透镜耦合器和大芯径玻璃包层石英光纤可以更好地满足激光喷丸强化的要求，并通过在实验中采用N-ON-1方法检测了光纤的损伤阈值，确定了激光器的工作能量。
使用光学系统设计软件Zemax构建仿真整体的光纤传输激光系统，设置评价函数(MeritFunction)优化光学系统，使最终光学系统的耦合损耗达到最小，并通过实验验证了本系统的可行性。
根据所设计激光传输系统输出光斑的特点，选择使用大面积激光喷丸强化工艺参数，以ABAQUS软件为平台模拟设计大面积喷丸强化的工艺过程，开展了典型的激光喷丸强化6061-T6铝合金试样的实验，使用X射线衍射仪测试了激光喷丸强化区域的残余应力分布，实验验证所构建的基于光纤传输激光喷丸系统的加工可行性。
实验结果表明，此系统的峰值功率为10MW，传输效率为80％，在加工试样表面得到了最大为-160.55MPa的残余压应力，为激光喷丸强化在柔性制造中的应用提供了一定的理论依据。