【摘 要】
:
飞秒激光有着极窄的脉宽、极高的峰值能量,因此具有加工范围广、加工质量好等优势.利用飞秒激光对CFRP复合材料进行小孔加工试验,研究了光斑局部填充和全填充两种方式对 φ3 mm小孔加工的影响.通过光学显微镜、工业CT等检测手段对试件的小孔加工进行检测,分析小孔进出口形貌以及内壁锥度,对比讨论了不同填充方式对材料去除的影响.试验结果表明,全填充的排屑条件好于局部填充,因此更容易加工出通孔;局部填充易导致光束向底部反射以及热量聚集所致的材料去除,因此加工出的通孔锥度较小.扫描速度越小,孔的锥度越小,反之扫描速度
【机 构】
:
南京航空航天大学机电学院,江苏 南京210016;中国航空制造技术研究院,北京 100024
论文部分内容阅读
飞秒激光有着极窄的脉宽、极高的峰值能量,因此具有加工范围广、加工质量好等优势.利用飞秒激光对CFRP复合材料进行小孔加工试验,研究了光斑局部填充和全填充两种方式对 φ3 mm小孔加工的影响.通过光学显微镜、工业CT等检测手段对试件的小孔加工进行检测,分析小孔进出口形貌以及内壁锥度,对比讨论了不同填充方式对材料去除的影响.试验结果表明,全填充的排屑条件好于局部填充,因此更容易加工出通孔;局部填充易导致光束向底部反射以及热量聚集所致的材料去除,因此加工出的通孔锥度较小.扫描速度越小,孔的锥度越小,反之扫描速度越大,孔的锥度越大.填充间距影响着激光的输入能量密度,因此填充间距对小孔加工的深度有直接影响,对小孔入口直径以及小孔锥度的影响较小.
其他文献
为了解决无人化叉车在运行中对物料的尺寸及距离的高精度测量要求,设计了一个基于二维激光雷达和步进电机云台的长臂三维激光雷达系统,并重点研究了此系统的参数标定方法.针对现有标定方法存在忽略了激光中心和旋转轴中心的安装误差,特定点选取易造成较大标定误差等问题,通过建立激光雷达系统的数学模型,分析其内在联系,使用解耦合的方法分离待标定参数,并使用直线拟合的方法和双拟合平面重合的方法来标定未知系统参数.通过室内标定实验和叉车搭载测量实验进行验证,结果表明,标定参数准确可靠,测量误差不超过3%,满足无人化叉车作业的要
27 SiMn钢液压支架在恶劣的工作条件下长期使用后,其表面容易形成腐蚀,磨损和疲劳损坏等缺陷.为提升其使用寿命,本文利用宽带激光熔覆技术在27 SiMn钢表面进行制备铁基涂层的实验研究.基于控制变量的方法来依次调整激光功率、送粉速度、载气流量及扫描速度开展单道单因素熔覆试验,并以表面粗糙度为熔覆层质量评价指标初选工艺参数.基于单因素试验进一步开展4因素3水平正交试验,终选显微硬度为熔覆层质量评价指标.利用极差分析考察数据发现扫描速度对熔覆层显微硬度影响最大,其后依次为激光功率、载气流量和送粉速度,最优工
通过数值计算研究,分析了单锯齿喷管出口对涡扇发动机排气系统球面收敛二元喷管气动及红外辐射特性的影响.在本文的研究参数范围内,研究结果表明:与基准喷管相比,锯齿的使用均会引起推力系数下降,同时90°齿顶角锯齿会引起更大推力系数降低;锯齿喷管出口尾迹与基准喷管相比,速度核心区扩大引起速度衰减更为迅速.锯齿对主要水平方向喷管中心向两侧15°方向内尾迹红外辐射强度产生影响.无偏转的锯齿喷管在水平方向上总体红外辐射与基准喷管强度接近,锯齿作用体现在喷管偏转时.20°矢量偏转时,水平方向90°探测角位置60°顶角锯齿
激光半主动制导导弹是现代战争中不可或缺的精确打击手段之一,为研究激光半主动制导导弹的作战效能,在分析导弹工作原理的基础上,分别探讨了飞行员对目标发现概率、导引头对目标指示信号捕获概率、理想情况下导弹对目标的杀伤概率等因素对导弹作战效能的影响,建立了相应的数学模型.并通过仿真与计算,得到了有意义的结论,可为分析激光半主动制导导弹的作战效能提供方法和参考.
受限于机载系统的搭载要求,红外搜索跟踪系统的伺服转台惯量大,刚度低,本文提出了一种基于五次曲线的大惯量低刚度伺服搜索控制算法.研究在分析了传统变速控制算法的基础上,利用五次曲线的加减速控制模型进行转台加减速、回转等摆扫控制,分别对比了线性摆扫控制算法、S曲线算法、五次曲线摆扫控制算法的性能和搜索成像效果.实验结果表明,采用五次曲线摆扫控制模型的系统能快速达到设定预值,在100 ms时间内能够由静止加速到≮100°/s,且速度误差不大于0.1‰,有效缓解系统的超调,降低稳定调节时间,成像效果清晰,系统的动态
为研究水导激光技术加工K424高温合金的热损伤区规律,使用自主研发的水导激光加工系统对K424高温合金薄片进行打孔实验,采用旋切法进行钻孔,并在激光穿透材料后在孔壁继续旋转几圈去边缘毛刺.将切下的圆形工件进行镶嵌、打磨、抛光、腐蚀和清洗,使用Zeiss EVO 10扫描电镜观测工件上的热影响区情况与重铸层的厚度.实验结果发现,水导激光加工后工件边缘位置的晶粒无明显变化,不存在热影响区.重铸层的厚度在2μm以上,但是分布不均匀,有的位置甚至不存在重铸层.分析后得出结论为水导激光的激光功率过高或脉宽时间过长等
高重频大能量亚纳秒固体激光器具有重复频率高、单脉冲能量大、峰值功率高等特点,在国防军事工业加工等领域具有广泛的应用前景.本文报道了一种基于板条多程放大的亚纳秒激光放大器.种子光为重复频率1 kHz、平均功率4.5 W、脉冲宽度700 ps、波长1064 nm的基模激光,经过光束整形以匹配板条放大器口径,放大级采用角度复用及偏振变换实现四程放大,最终实现了重频1 kHz、单脉冲能量189 mJ、脉冲宽度720 ps、光束质量2倍衍射极限的亚纳秒激光输出.
为准确理解激光辐照窗口材料引起的物理效应,建立了材料表面与空气换热的三维热传导模型.利用积分变换方式进行计算,得到了温度场解析表达式.计算并仿真了三种常用光学窗口材料的温度场,理论分析了激光参数、材料参数对温度场的影响,并对比了绝热和换热条件下的温升差异.结果表明,增大辐射功率和减小光斑半径,有利于提高中心温度;材料温升与密度、比热和反射率成负相关,与吸收系数成正相关;本文提出的与边界换热模型解决了绝热模型无法计算平衡温度和不能体现主光轴温度分布趋势的问题.
凸光学元件在磁流变抛光区域的几何特性对制造高精度、高表面完整性光学元件有重要影响,凸光学元件曲率、嵌入深度与角度的变化将引起磁流变抛光区域压力场的变化.为了研究凸光学元件不同的曲率、嵌入深度与嵌入角度下抛光区域的压力场,首先通过建立磁流变抛光过程中压力模型,对抛光区域的压力进行分析;其次基于Kahan数值方法建立了多场耦合积分的快速计算方法.最后,计算凸光学元件在不同曲率、嵌入深度及角度下得到磁流变抛光区域压力场分布,研究凸元件在磁流变抛光区域受几何特性影响的工艺规律;得出结论:在磁流变抛光过程中通过改变
为实现硬质合金刀片复杂形状刃口的一致性钝化,提升刀片使用性能和寿命,采用柔性纤维辅助力流变抛光方法,利用非牛顿流体在剪切应力作用下的流变特性和柔性纤维的控流作用,对硬质合金刀片复杂形状刃口进行抛光.以刃口钝圆半径偏离值K为评价指标,用田口法分析抛光转速、纤维密度、纤维与刀片接触长度等工艺参数对刃口钝圆半径及其一致性的影响,并采用方差分析法评估各因素的权重,综合抛光参数对不同位置切削刃的影响,得到的最优工艺参数组合为纤维密度为200~250根/cm2,接触长度为4 mm,抛光转速为55 r/min.在最优工