基于激光诱导击穿光谱的熔覆层表面性质研究

以激光熔覆技术为基础,采用激光诱导击穿光谱技术研究不同扫描速度下熔覆样件的硬度与光谱之间的相关性。收集不同硬度样品的光谱数据,提取其中离子与原子光谱线的光谱强度比,与样品的显微硬度做比较。研究表明,基于熔覆层的硬度、激光熔覆的工艺参数以及熔覆层成型差异,不同样品的谱线强度比不同。同一块样品中CrⅡ/CrⅠ的比值可以反应熔覆层不同区域的硬度关系。采用激光诱导击穿光谱技术可以评价熔覆成型质量。     

激光3D打印过程温度场数值模拟

通过对激光能量输入的数学处理,建立激光3D打印过程中的温度场模型.利用ANSYS对不同工艺条件下的温度场进行数值模拟,温度场云图的圆形高斯分布符合激光光束截面上的光强分布.采用热像仪对激光3D打印过程的温度场进行实测,对实测结果与模拟结果进行对比分析,两者的温度场分布互相吻合.所建立的温度场模型可实现激光3D打印工艺的计算机分析和优化.     

激光熔覆Ni基WC涂层内铸造WC颗粒溶解特征的研究

采用激光熔覆的方法在Q235钢表面制备了wc颗粒强化的Ni基涂层。研究了铸造wc颗粒在涂层内的溶解特征。结果表明：铸造wc颗粒在涂层底部几乎完全溶解并与扩散进入的Fe发生共晶反应形成粗大的鱼骨状形貌特征M6C型碳化物;在涂层中部,铸造wc颗粒完全溶解并析出M7C3,M12C与M23C6型碳化物;在涂层边部,大部分铸造wc颗粒发生部分溶解形成3—5μm的M6C合金化反应层,保持了原有多角状结构与高硬度特征。     

激光熔覆层的微观检测

通过选取三种基材、五种合金粉末进行的激光熔覆实验,探讨了金相显微分析和显微硬度实验两种熔覆层的微观检测方法,并得出相关检测结果。     

Fe基激光熔覆工艺参数对涂层成形的影响

在离焦量、送粉量、送粉气流量一定的情况下,研究了激光功率、扫描速度、激光束与送粉束相对位置等对激光熔覆成形的影响。结果表明:送粉束在前,激光束在后,激光功率为6 kW时,扫描速度为1.5 m/min时的熔覆层成形较好;激光功率为7 kW,扫描速度为1.2～1.4 m/min时的激光熔覆层成形较好。送粉束在后,激光束在前,激光功率为7 kW,扫描速度为0.5～0.6m/min时的激光熔覆成形较好。熔覆层的组织形态主要有平面层、胞状晶和树枝晶。     

激光熔覆陶瓷涂层技术研究

阐述了激光熔覆的相关理论,对熔覆材料及激光功率参数进行了设计,从激光熔覆陶瓷涂层在工业上的应用,展望了激光熔覆陶瓷技术的应用前景。     

纯铜表面激光熔覆Ni基合金涂层组织与性能

为了提高铜的耐磨性,通过预置粉末,采用Nd:YAG激光器在纯铜基体上进行了激光熔覆Ni基合金涂层的试验。通过SEM对熔覆层和熔覆层与基体结合区的形貌和微观组织进行了研究,并对熔覆层的硬度、耐磨性进行了测定。结果表明,熔覆层呈典型的快速凝固特征,组织良好,可以对基体提供强防护作用;含一定质量分数的Cu的镍基合金表现为胞状组织,含B、Si的Ni基合金组织表现为网状枝晶结构;铜表面Ni基熔覆层硬度较铜基材明显提高,室温干滑动摩擦磨损性能均较Cu基材明显提高。     

激光熔覆修复塑料模具缺陷初探

对激光熔覆出现缺陷的种类、成因及其预防措施进行了初步分析与探讨,并根据缺陷形成的原因提出了相应的防治措施。     

变直径深孔爆破岩体应力场的数值模拟

采用变直径深孔爆破工艺解决天矿高台阶开采的爆破根底问题，设计了等直径和变直径两种深孔形式，对两种深孔爆破后的应力场进行了数值模拟，得出了有很多有意义的结论，为在高台阶开采的矿山推广变直径深孔爆破提供了一些理论方面的探讨。     

不锈钢基体激光熔覆Ni60A的残余应力研究

选择激光功率、扫描速度、送粉量为影响因素,用正交试验方法研究了不锈钢基体激光熔覆Ni60A的残余应力;结果表明:影响残余应力的关键因素为扫描速度,其次是激光功率,最后为送粉量;扫描速度180 mm/min、激光功率1.5 kW、送粉量3 g/s产生最小残余应力;此时熔覆材料Ni60A与基体形成良好的冶金结合,熔覆层组织均匀,无微裂纹等明显缺陷。研究结果为叶轮和螺杆的激光熔覆再制造提供了实验依据。     

高能气体激光模的数值模拟

采用傅立叶变换法求解谐振腔中的自再现方程,利用二维离散傅立叶变换法对离散点处理比常规迭代法快的特点,计算模拟了高能气体激光器的三维模场,并给出了存在增益介质时模分布图.     

Numerical simulation of residual stress field induced by laser shock processing with square spot

Laser shock processing (LSP), also known as laser peening, is a novel surface treatment technique in the past few years. Compressive residual stresses which imparted by LSP are very important for improving fatigue, corrosion and wear resistance of metals. Finite element analysis (FEA) simulation using ABAQUS software has been applied to predict residual stresses induced by LSP on Ti-6Al-4V titanium alloy with laser pulse duration 30 ns and water confined ablation mode. The residual stress field generated by different shape laser spots was studied, and the square laser spot is shown the most suitability for avoiding stress lack phenomenon and overlapping LSP. Surface residual stresses and plastically affected depth within single square spot both increased with the increase of laser intensity and laser shock times. Furthermore, compared with circle and ellipse spot, the residual stress distribution in overlapping square spots is very uniform only with small overlapping ratio. LSP with square spot can process advantageous residual stress field, and this technique will be used widely.     

波荡器磁场的数值模拟

推导了菱形磁块体外磁场分布的表达式,并编制了计算程序对波荡器的磁场进了数值模拟,得出了横向磁场的轴向分布和横向分布,计算了横向磁场的均匀度。为实验方案的设计提供了理论依据     

高斯光束微圆孔衍射变换的数值仿真实验

高斯光束的微圆孔衍射变换在微光学、激光技术以及微光机电技术中发挥着基础性作用,通过数值计算模拟实验可以对它进行研究与探索。由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式得到单色点源平面屏衍射的积分式,类推得到高斯光束圆孔衍射的积分式,并给出这一积分式的一种数值计算方法。利用Matlab软件进行了高斯光束微圆孔衍射变换的数值仿真实验研究,这有助于激光束的实际衍射实验及其测控理论与技术的研究以及光学教学的改革。     

高强钢板热冲压温度场数值模拟

应用ABAQUS软件对U形件的热冲压成形和淬火过程进行了数值模拟,通过模拟u形件在不同压边力、冲压速度和模具初始温度下的成形和淬火过程,得出了压边力、冲压速度和模具初始温度对成形和淬火过程中的温度场的影响规律。研究发现：板料温度会随冲压速度和模具初始温度的变化而变化,而压边力对板料温度的影响可以忽略不计。     

凝固过程数值计算的模拟

通过对铸件凝固过程中各换热边界条件的研究,建立了凝固过程的二维非稳态温度场计算数学模型;并运用了有限差分方法对模型进行离散,得到大型方程组,并利用超松驰迭代法(即SOR法)解该方程组,据此,利用Turbo C编制了计算机程序.上机运行结果表明,可较满意地模拟铸件凝固过程温度场的分布.     

凝固过程数值计算的模拟

通过对铸件凝固过程中各换热边界条件的研究，建立了凝固过程的二维非稳态温度场计算数学模型；并运用了有限差分方法对模型进行离散，得到大型方程组，并利用超松驰迭代法（即SOR法）解该方程组，据此，利用TurboC编制了计算机程序．上机运行结果表明，可较满意地模拟铸件凝固过程温度场的分布、     

Numerical simulation and experimental research on indoor environment separated with down-feed air curtain

Indoor environment separated with down.feed air curtain was numerically simulated and experimentally researched.Indoor airflow and temperature fields separated with air curtain were numerically simulated.Resuits show that both polluted airflow and thermal air current can be separated with a down.feed air curtain to prevent contaminants from spreading in the room space.In a test chamber.the smoke of burning Tibetan incense served as the source of contaminants.and the probe test shows that 1.0 pm is the prevailing diameter of the smoke particles.During the release of the smoke.the particle concentration of the indoor air was tested with a laser particle counter at the points of three different heights from the floor when the air curtain was running or not.Experimental results show that the higher the test point is located,the lower the particle concentration is,implying that the separating or isolating eflfect decreases as the air velocity of the curtain reduces along with the height descends.According to both simulation and experimental results.down.feed air curtain can separate indoor environment effectively when the supply air velocity of air curtain is not less than 3 m/s.In order to strengthen separation effect,it is suggested that the supply air velocity be speeded up to 5 m/s.     

介质球在均匀外场中的电场数值模拟

针对均匀电场作用下介质球周围电场分布情况,建立了二维电场数学模型,采用有限差分法,对场域内的Laplace方程和边界条件进行离散化,得到了均匀电场作用下介质球周围及其内部的电势及电场分布的数值解,并从理论上验证了该数值解的准确性。     

7075铝合金弧状TIG焊缝温度场数值模拟

对7075铝合金模型采用ANSYS有限元软件划分单元,利用函数功能实现热源移动的计算;并对该合金TIG焊接的热过程进行了计算机数值模拟的可行性研究。结果表明,焊接时温度场的分布呈现出一定的温度梯度,且以焊缝为中心对称。