二维粗糙面激光波束散射场量均方及相关函数的二阶统计特征

在高斯波束入射下二维随机粗糙面散射特征基础上,研究波束散射场量均方和相关函数的二阶统计特征,利用误差函数获取数值计算的解析表达式．数值计算了目标几种特殊材料表面,激光波束入射下,不同材料单、双站散射场量二阶统计特征随散射角度的变化情况．详细讨论了特殊材料表面介电常数、粗糙度、相干长度,入射／散射角分别对散射场相关函数的影响．散射场量均方值函数作为粗糙面散射的相干分量,针对不同材料单、双站探测条件下,定量分析其在相关函数中的比重及随散射角的分布特征．散射场量的均方和相关函数是统计数学本质数字特征,本文所做的工作将为研究激光波束入射下粗糙面散射场量其他高阶矩统计特征奠定基础,并通过定量分析统计均方在相关函数比值关系,为开展目标激光探测中与“散斑”有关的光学特征研究提供有效技术支持．     

角反射器表面粗糙度对单站RCS的影响

研究了角反射器表面粗糙度对其雷达散射截面的影响.角反射器的粗糙表面由随机高斯面模拟,散射计算采用全波数值算法完成.计算结果与实测数据吻合,对实验数据进行了解释,验证了计算模型.通过多组计算结果得出结论,随着粗糙面均方根高度的增加和相关长度的减小,角反射器的非主散射区雷达横截面(RCS)均值提高,到达一定数值后角反射器的主散射区RCS也将受到显著影响.研究结论对角反射器用于RCS标定具有重要应用意义.     

渐开线齿轮齿面波纹度的隶属函数分析

采用模糊数学隶属函数分析齿面波纹度、粗糙度两种成分的交融性,及二者几何参数分界线的模糊性,并将二者定量分离。通过实验,对不同切齿工艺过程中形成的齿面几何特征进行分析,有效分离和评定齿面波纹度成分,研究其对齿面使用性能的影响。研究证明,齿面粗糙度数值增大,其波纹度也增大;齿面粗糙度数值的大小对波纹度有着直接的影响。这种方法完全打破了传统的、仅用数值分离表面粗糙度和表面波纹度的方法,为降低齿面波纹度、寻求齿面合理的加工规范、确保产品质量提供理论依据。     

微凸体对直齿轮接触特性及疲劳寿命影响分析

齿轮在加载循环过程中,粗糙表面微凸体接触会在齿轮次表面形成应力集中,形成初始疲劳裂纹,降低齿轮使用寿命.为了进一步研究直齿轮表面微凸体曲率半径、高度对表面弹塑性接触特性的影响规律,利用Hertz接触理论和粗糙表面形貌的Greenwood-Williamson理论,建立了粗糙齿面单微凸体法向正接触模型、粗糙齿面弹塑性接触模型和不同粗糙度的粗糙界面接触有限元模型,并验证了模型的正确性.通过模型结果与有限元结果分析得,增大微凸体曲率半径会使接触应力有所降低,微凸体越高所受接触应力越大,且微凸体高度对接触应力的影响大于微凸体曲率半径造成影响.根据模型所得结果利用基于多轴疲劳机理的Smith-Watson-Topper方法预测了不同粗糙表面疲劳裂纹萌生所需的加载循环次数.研究结果进一步丰富了对粗糙表面接触疲劳机理的研究.     

一维指数型粗糙土壤表面电磁散射的矩量法研究

运用矩量法研究了锥形波入射一维指数型粗糙土壤表面的电磁散射。通过数值计算得到了散射系数随散射角的变化曲线。讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、入射波频率对散射系数的影响。得出一维指数型土壤表面散射系数的基本特征和随频率变化特征。结果表明,高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、入射波频率对粗糙面散射系数有显著影响。     

表面粗糙度对超高层建筑风荷载与风振响应的影响

为了研究表面粗糙度对高层建筑风荷载与风振响应的影响,选取粗糙条、砂纸两种改变模型表面粗糙度的方法,进行方形建筑刚性模型同步测压风洞试验,获得不同粗糙度工况下模型的表面风压分布特征,在此基础上分析了其气动力系数、气动力功率谱和风振响应.研究表明:高层建筑的表面风荷载与粗糙条的间距、厚度有一定的关系,在突出系数小于0.4%时,影响不明显;砂纸可明显减小中间层迎风面的平均风压、侧风面和背风面的平均风压绝对值,以及脉动风压,但会增大顶部迎风面的平均风压和负压区的平均风压绝对值(影响率均在25%以内);表面粗糙度对顺风向气动力功率谱的影响较小,但会使横风向漩涡脱落的周期略降低(5%以内),涡激力减小.建筑物表面的局部突出在一定范围内可略减小建筑风荷载和风振响应,建筑物表面的粗糙化处理总体上有利于结构抗风.     

低功率超高速激光熔覆FeCr合金薄涂层微观结构与表面形貌演化

超高速激光熔覆涂层易出现表面粗糙的缺陷,熔覆后需精磨处理。明确涂层表面形貌演化机制,控制涂层表面粗糙度,是制备高质量涂层的关键。本文采用自行设计的超高速激光熔覆头,聚焦熔覆态涂层表面形貌演化,在1.5 kW激光功率,线速度147 mm/s下,制备了稀释率2%,表面粗糙度Ra10μm的FeCr合金薄涂层,分析了粉末粒度、基体形貌、搭接率以及重熔激光功率对涂层表面形貌的影响。结果表明,受快速冷却影响,超高速激光熔覆涂层表面颗粒状特征明显,粉末粒径影响涂层表面质量;由于熔覆涂层稀释率低、过渡区小,基体表面形貌具有一定遗传特性,基体越粗糙,涂层表面粗糙度越大;提高搭接率可降低熔覆涂层表面高度差、改善涂层表面质量,搭接率超过70%,表面质量趋于平稳;在激光重熔作用下,熔覆涂层表面颗粒状特征逐渐消失,表面粗糙度值降低,重熔功率达0.7 kW后,变化不再显著。     

含磨屑粗糙表面接触滑动摩擦副温度场的计算

接触温度是评价摩擦副工作性能好坏的一个重要因素,对粗糙表面、特别是含磨屑粗糙表面接触温度场求解尚缺乏深入研究。介绍了粗糙表面及含磨屑粗糙表面线接触滑动摩擦副接触温度场的求解过程及方法,分析了光滑表面、粗糙表面及含磨屑粗糙表面接触温度场分布,探讨了表面接触温度对滑动摩擦副胶合及咬死的影响。结果表明：粗糙表面温度场较光滑接触表面温度场有明显的提高,在粗糙度影响系数的０．１、０．５时,接触区温度分别增加     

岩体不连续面的几何特性与剪切强度的关系

利用新开发设计的三维非接触式激光表面形状测定仪,在精确测定岩体不连续面的表面形状的基础上,建立了新的岩体不连续面的分形几何模型,模型中的两个分形参数定量表述了岩体不连续表面形状的几何特性（一级倾斜度和高级次起伏度）,并进一步提出了由这两个分形参数组合出的代表岩体不连续面表面粗糙特性的平均粗糙角Ｕ的概念和计算方法。最后,结合岩体不连续的剪切强度实验,建立了剪切强度与分形参数有及平均粗糙角Ｕ间的定量关     

PTFE＋青铜丝复合材料磨损粗糙面高度特征参数分析

通过试验测量与理论计算,分析了PTFE 青铜丝复合材料的磨损粗糙面高度特征参数的分析特点,获得该复合材料磨损粗糙表面的高度概率分布函数的峰态值一般大于3,低速时,该值随试验压力升高而增大;高速时,其磨损表面形貌特征主要受摩擦温度的影响。     

激光与金属作用的应用研究与进展

激光与金属作用的应用领域非常广泛,很多学者做了大量工作。由于对激光与金属作用的机理处于探索阶段,一些应用仅处于初级阶级。综述了多年来激光与金属作用的应用与研究进展状况,为研究激光与金属作用的科研人员提供有益的参考。     

飞秒激光与金属作用机理

对脉冲激光沉积过程中激光和金属作用的微观机制进行了深入分析.通过双温方程模拟得到飞秒激光作用金靶材温度随时间变化的图像.该图像反应出激光和金属表面及内部晶格作用特点.进一步分析得知,当晶格温度大于金属沸点时将会产生高能的等离子体.通过数值模拟找出了产生等离子体所需激光的能量阈值,这样能够帮助纳米材料的制备者选择激光,制备出优质的纳米薄膜.     

Preliminary study on theory and experiment of photo-mechanics manufacturing based on laser thermal stress

Mechanics effect of laser thermal stress is a new manufacturing technology, which uses thermal stress by high power laser acted on the surface of metal material to produce stress field. The technologies such as sheet metal formation by laser thermal stress, measurement by laser scratching and measurement by XRD （ X-ray diffraction ） are formed based on mechanics effects of laser thermal stress. The mechanisms of sheet metal formation by laser thermal stress, measurement by laser scratching and measurement by XRD are analyzed, and the theory of photo-mechanics manufacturing and detecting technologies based on laser thermal stress is originally put forward, whose experiment is primitively researched, and the manufacturing theory by mechanics effects of laser thermal stress is established.     

激光焊接中金属表面对CO_2激光的吸收特性

利用激光焊接中反射光和散射光的采集接收 ,得到金属表面在激光照射不同阶段的吸收特性曲线 .研究激光功率对吸收曲线的影响 ,得出激光焊接中激光束极限移动速度的估算方法     

纳秒强激光烧蚀铝靶的数值模拟研究

为研究强激光对金属表面的破坏效应,文中利用热传导理论和相变的等效温度处理方法,建立了激光烧蚀金属过程的二维计算模型,并利用有限元分析方法对纳秒单脉冲强激光作用铝靶过程进行了数值模拟计算,获得了激光辐照下铝靶烧蚀形状和温度场分布特征. 结果表明,在激光单脉冲能量一定的情况下,脉宽越长,烧蚀形状愈加细长;大光斑的烧蚀半径要小于光斑尺寸,且光斑增大到一定程度后烧蚀半径因功率密度下降而减小.     

激光极化方向对氢负离子在金属面附近光剥离的调控研究

利用闭合轨道理论,研究了激光极化方向对氢负离子在金属面附近光剥离截面的影响。结果表明,当激光极化方向和金属面垂直时,光剥离截面的振荡振幅最大;当激光极化方向和金属面平行时,光剥离截面的振荡几乎消失。当激光极化沿其它方向时,光剥离截面的振幅在两种极限值之间变化。因此,可以通过改变激光的极化方向对负离子体系的光剥离截面进行调控研究。计算结果对于研究负离子体系在表面附近的光剥离问题具有一定的参考价值。     

金属陶瓷激光熔覆处理的工艺参数和组织性能优化

通过对金属陶瓷ＷＣ－ＳｉＣ－Ｃｏ在４５＃钢表面上进行了激光熔覆实验．讨论了如何从调整激光功率、激光扫描速度和激光束直径来优化熔覆工艺参数和熔覆层组织性能     

轧辊激光强化技术在水钢的应用

轧辊激光强化是将强激光束照射到轧辊表面，使轧辊产生组织相变硬化或在表面形成超细化、高强韧度、高耐磨的合金层。本文介绍了轧辊的激光强化机理和在水钢轧钢生产应用中所取得的效果。     

激光在金属中激励超声脉冲的研充

报道了用Q开与YAG激光器在金属中激励超声脉冲,以及激光能量、材料表面状况和材料中人工缺陷对激光激励超声脉冲影响的研究结果,它对于研究激光与物质的相互作用以及将激光超声用于无损检测都是有益的。     

环氧树脂板CO2激光诱导液相金属沉积的研究

研究了水溶液介质中，以CO2激光作为诱导光源，在环氧树脂基材上沉积金属Ag的影响因素；利用电子探针分析了在不同条件下，环氧树脂表面所沉积的金属层的形貌、表面成分和金属沉积层厚度．指出：在一定条件下，扫描速度、基材表面的液膜厚度、溶液的浓度以及激光功率大小是影响金属沉积的主要因素。