【摘 要】
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高能量脉冲激光水下激发声源信号具有脉宽窄、频带宽的特点,激光能量在允许的范围内波动时,激光声信号频域能量分布保持稳定.利用小波包技术对激光声信号在目标物上的回波进行分析,提取声目标特征信息,可以达到目标识别的目的 .选用db4小波基,对激光声信号进行4级小波包分解;将分解后的信号进行能量特征提取,分析声信号频域能量分布特征;为了获得激光声信号在目标物上反射前后的时域特征变化情况,对分解后不同节点信号进行重构,进行重构信号与原始信号的相关分析,确定信号的有效滤波频段.数据分析表明,小波包分析方法可有效地对激
【机 构】
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天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072;天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072;天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室,天津300072;青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山
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高能量脉冲激光水下激发声源信号具有脉宽窄、频带宽的特点,激光能量在允许的范围内波动时,激光声信号频域能量分布保持稳定.利用小波包技术对激光声信号在目标物上的回波进行分析,提取声目标特征信息,可以达到目标识别的目的 .选用db4小波基,对激光声信号进行4级小波包分解;将分解后的信号进行能量特征提取,分析声信号频域能量分布特征;为了获得激光声信号在目标物上反射前后的时域特征变化情况,对分解后不同节点信号进行重构,进行重构信号与原始信号的相关分析,确定信号的有效滤波频段.数据分析表明,小波包分析方法可有效地对激光声信号的瞬态特性进行分析,根据能量特征值选取信号滤波频段可对信号进行有效滤波,实现了水下不同目标物的分类识别,可为激光致声水下目标探测研究提供参考.
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将稳健设计方法应用于激光微细打孔工艺,以克服不确定因素带来的成形质量波动问题.通过考虑激光打孔工艺中噪声因素(加工时间、气体气压等)的随机不确定性对3个可控设计变量(脉冲能量、脉冲宽度和离焦量)的影响,对孔型出口直径进行了分析性稳健优化设计.首先,通过正交试验设计,利用响应面模型建立了质量指标与参数之间的显示二次回归方程;其次,运用泰勒级数展开,得到指标的期望和波动方差,建立了以方差最小为目标和期望值为约束的稳健优化设计模型;最后,结合MATLAB优化算法得到工艺参数的最佳组合,并与确定性优化对比,验证了
断溶体油藏由于“竖板”状的特珠形态,需要针对其流动特征,建立具有针对性的流动物质平衡方法.采用图示法分析了断溶体油藏油气流动模式,根据不同的流动特征以及对应的产能方程计算了油藏的渗透率,在此基础上建立了断溶体油藏的流动物质平衡新方法,并通过数值模型,验证了新方法的适用性.结果表明:断溶体油藏直井中的流动模式为线性流,与常规油藏水平井的流动特征相似,而断溶体油藏水平井中的流动模式为径向流,类似于常规油藏直井的流动特征;该方法和物质平衡方法得到的动态储量误差小于5％;新方法对储层渗透率的计算更接近实际井况.该
增材制造技术生产的零件结构复杂,通常兼具悬垂特征结构和对称结构.为了保证对称结构的机械性能,同时避免悬垂特征结构造成的成形缺陷,成形前需要从零件模型中提取特征结构进行特殊工艺控制.结合零件模型的切片分层特点和STL模型的网格信息,提出一种悬臂倾斜角的计算方法,高效地识别悬垂区域;设计空间曲面包围盒精确提取特征结构,并在三维建模软件下实现操作.最后选择典型的对称零件验证方法,并采用SLM增材制造技术打印出有较好成形质量的零件,结果表明该方法具有可行性和有效性,能提高零件的处理能力,并改善成形质量.
在304L粉末中加入不同含量的稀土La2O3,利用激光熔覆技术在45钢表面制备涂层.比较不同含量稀土La2O3所制备涂层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能.结果 表明:稀土可以加快熔池的流动性,增加组织的紧密性,提高熔覆层的硬度,减小摩擦因数与磨损量.稀土La2O3含量(质量分数)为0.5％、1.0％、1.5％的涂层与未加入稀土的涂层相比,1％稀土含量的熔覆层性能最佳,其晶粒组织更加细小、均匀,平均硬度提高了20.6％,摩擦因数与磨损量分别下降了14.2％、24.9％.
研究了层厚对选区激光熔化(SILM)成形18Ni300马氏体钢粗糙度、致密度、显微组织和力学性能的影响规律.结果 表明:在激光功率和扫描间距一定的条件下,当层厚≤50μm时,致密度随激光体能量密度的下降呈现先升高后降低的趋势;当层厚≥70μm时,致密度随激光体能量密度的下降逐渐降低.随层厚的增大和扫描速率的降低,SLM成形过程中的冷却速率逐渐下降,晶粒尺寸逐渐增大.通过优化工艺参数,在层厚为30～70 μm时均能成形致密(≥99.0％)的18Ni300试样,其硬度、断裂强度和延伸率均随层厚的增加而逐渐降低
紫外激光刻蚀单晶硅片时,热传导作用和等离子热效应等多种作用机理共同决定刻蚀效果,热传导作用导致材料的熔化和气化,等离子体热效应导致材料破碎和抛出.从理论上分析各种作用机理中相关工艺参数的作用,并针对不同的工艺参数进行测试,综合分析各个工艺参数在刻蚀过程中对刻蚀质量的影响,在此基础上,为寻找最优刻蚀工艺参数和最佳刻蚀效果提供指导原则,通过试验验证指导原则的合理性,并得到刻蚀硅片的最优刻蚀工艺参数.试验可知,单个激光脉冲的功率密度和频率对槽深和槽宽影响最大,单个激光脉冲的功率密度和扫描速度对槽的成形质量影响最
为阐明全熔透状态下工艺参数对激光-MAG复合焊接焊缝成形的影响,以6 mm厚的AH36高强钢为试验材料,采用碟片激光与MAG电弧复合的方法进行焊接,开展高焊速全熔透状态下的焊接工艺研究,分析了送丝速度、激光功率、焊接速度等工艺参数对焊缝成形及接头力学性能的影响.结果 表明:一定范围内,增大送丝速度或激光功率能减少底部驼峰;在激光功率为6.5kW、送丝速度为8 m/min、焊接速度为2.5 m/min时,得到的焊缝成形良好且无焊接缺陷.焊缝区域显微硬度高于母材,焊接接头抗拉强度高于母材.
采用1060 nm MOPA激光器对铝合金(2024)进行标识.研究了不同功率下DM码的质量等级和对比度,使用扫描电镜(SEM)观察了标识的表面形貌,使用能谱仪分析了标识表面的成分组成.通过SEM分析,得到在DM码质量等级较高的标识表面,材料被熔化、气化、烧蚀,有大量孔洞和颗粒状物质存在,而在DM码质量等级较低的标识表面,材料仅仅被重铸,表面呈波纹状;通过EDS分析,得到在DM码质量等级较高的标识表面,材料中氧元素含量升高,说明熔化、气化的金属发生氧化反应,而在DM码质量等级较低的标识表面,材料中氧元素增
铁基非晶带材是一种新型结构功能材料,具有优异的磁性、耐磨性、强度和硬度等.采用波长355 nm的纳秒紫外激光对Fe78Si9B13非晶薄带进行激光切割,研究激光脉冲频率、脉冲宽度和切割速度对切缝宽度和热影响区宽度的影响规律.结果 表明,在一定范围内,增加切割速度能够减少切缝和热影响区宽度,提高切割效率;切缝和热影响区宽度随脉冲频率的增大而减小;随着脉宽的增加,切缝宽度呈下降趋势,而热影响区宽度呈上升趋势.热分析结果表明部分样品的热影响区域发生晶化反应.
飞秒激光加工具有脉冲作用时间短、峰值功率高、热影响区小的特点,但在材料去除过程中仍然存在热累积效应.脉冲间的热累积效应对加工质量及热影响区均有直接影响.采用飞秒脉冲激光对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)进行扫描刻蚀试验,运用三维传热模型对脉冲光斑作用区域温度场进行研究,进而对飞秒激光的热累积效应进行探讨.结果 表明:脉冲能量及重复频率对热累积的影响较为显著;三维传热模型的计算结果与试验结果基本吻合,对飞秒激光加工CFRP材料中的热累积效应控制具有指导意义.