1.一种中空激光冲击和超声协同强化抗疲劳装置，其特征在于，包括激光组件和超声振动组件；

所述超声振动组件设置在待加工工件（1）的正上方，用来对工件（1）超声振动强化处理；

所述激光组件包括激光发射器（8）、扩束镜系统（9）、激光束（10）、三棱柱反射镜（11）、反射镜（12）、环形光束产生系统（13）和聚焦透镜（14）；吸收层（2）置于工件（1）的上表面，约束层（3）位于吸收层（2）上方；所述扩束镜系统（9）位于激光发射器（8）下方；所述三棱柱反射镜（11）位于扩束镜系统（9）正下方；所述聚焦透镜（14）与环形光束产生系统（13）同轴；所述三棱柱反射镜（11）将激光束（10）反射成左右两个半圆形激光束；半圆形激光束经反射镜（12）反射进入环形光束产生系统（13），经由环形光束产生系统（13）变为半圆环光束，半圆环光束经聚焦透镜（14）聚焦辐照在工件（1）上；

所述扩束镜系统（9）由两块凸透镜和中间的一块凹透镜组成；所述环形光束产生系统（13）由一对正负轴棱锥组成。

2.根据权利要求1所述的中空激光冲击和超声协同强化抗疲劳装置，其特征在于，所述超声振动组件包括振动头（4）、变幅杆（5）、换能器（6）和超声波发生器（7）；所述换能器（6）的一端与超声波发生器（7）电连接，换能器（6）的另一端与变幅杆（5）的一端连接；所述振动头（4）通过螺纹与变幅杆（5）另一端连接。

3.根据权利要求1所述的中空激光冲击和超声协同强化抗疲劳装置，其特征在于，通过调节反射镜（12）的角度使左右两个半圆环激光光斑合成完整的环形光斑。

4.根据权利要求1所述的中空激光冲击和超声协同强化抗疲劳装置，其特征在于，所述反射镜（12）反射后的半圆形激光束垂直射入环形光束产生系统（13）中的凹透镜。

5.根据权利要求3所述的中空激光冲击和超声协同强化抗疲劳装置，其特征在于，所述环形光束产生系统（13）包括凹透镜和凸透镜，半圆形激光束经过环形光束产生系统（13）后变成半圆环激光束。

6.一种中空激光冲击和超声协同强化抗疲劳装置的加工方法，其特征在于，采用中空激光冲击和超声振动同时对工件（1）表面进行强化处理，在中空激光冲击工件（1）表面时，同时对振动头（4）施加超声振动，利用一定频率、振幅和模态的超声振动与中空激光冲击波产生相互作用，在材料表面形成均匀的残余压应力分布，具体包括以下步骤：S1. 调整扩束镜系统（9），调节光斑大小；

S2. 设置吸收层（2）和约束层（3）；在工件（1）表面贴上铝箔或者黑漆作为吸收层（2）；

使用水或其它透明液体作为约束层（3），约束层（3）经侧边的入水口注入，流向强化区域；

S3. 设置超声振动的模态和参数，使振动头（4）产生超声振动；

S4. 调节激光功率密度，通过扩束镜系统（9）调节光斑形状及光斑大小，激光束（10）经三棱柱反射镜（11）的作用下分成左右两束的半圆形光束，经由反射镜（12）和环形光束产生系统（13）形成左右两束半圆环光束；左右半圆环光束经聚焦透镜（14）聚焦，也可通过调节反射镜（12）角度使左右半个环形光斑在工件（1）表面合成一个完整的环形光斑，从而实现对工件（1）表面进行中空激光冲击强化；

S5. 完成中空激光冲击和超声振动协同强化。

7.根据权利要求6所述的中空激光冲击和超声协同强化抗疲劳装置的加工方法，其特征在于，所述步骤S3中超声振动模态为纵向振动或者呼吸式振动；超声振动频率为15kHz～

5MHz，超声振幅为1～30μm。

8.根据权利要求6所述的中空激光冲击和超声协同强化抗疲劳装置的加工方法，其特征在于，所述激光的脉冲宽度为10ns 100ns，频率5Hz。

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