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铝材管道管壁厚度对激光超声信号影响的探究
激光技术 激光超声 有限元法 无损检测
2014/3/31
为了探究管壁厚度对超声信号的产生与探测的影响，采用有限元法建立了理想化的管道模型，分别探究均匀管壁厚度变化和激发源处、接收端处及传播路径上等畸变管壁厚度的变化对超声信号产生的影响。结果表明，当接收端处管壁厚度较薄时，无法探测到可分辨的瑞利波信号；传播路径上管壁厚度变小到一定程度后，高频成分会出现明显的衰减，但随着厚度的增大又会在一定程度内恢复。这一结果对激光超声在柱状、管状材料的无损检测中的进一步...
为了更简便地实现Stokes矢量测量，采用一种工作在不同频率上的双弹光调制器，利用它的频率叠加对光进行调制，产生载有被测量的高频调制分量，通过锁相一次得到了适用于所有偏振态测量的4个Stokes分量，且进行了理论分析、仿真验证以及误差分析，即对相位延迟幅度、入射角等因素对测量结果的影响进行了分析。结果表明，该方法实现了只需测量一次便可测出偏振态的所有分量，为进一步工程实现提供了基本的理论支撑。
为了拓展成像光谱仪的紫外光谱范围，设计了以高温相偏硼酸钡晶体为双折射材料的渥拉斯顿棱镜。采用计算机模拟的方法进行了理论分析，取得了参量数据图。偏硼酸钡渥拉斯顿棱镜的分束角在紫外区随波长变长呈非线性关系，但在小结构角的情况下有利于整个光谱区内分束角的稳定；棱镜结构角加大会使视场角变小，增大棱镜的结构角和宽度有利提高光谱分辨率。结果表明，当在紫外光至可见光波段使用时，高温相偏硼酸钡渥拉斯顿棱镜设计厚度...
激光外差干涉仪相位计的设计
测量与计量 外差干涉 比相计 相位测量
2014/3/31
外差信号的比相处理是决定外差干涉仪精度、分辨率等性能的重要因素。为了解决比相计的分辨率和检测速度之间的矛盾，采用比相方法进行了测量原理、应用特点及局限性的理论分析，给出了相应的解决方案。结果表明，基于现场可编程门阵列的整周期采样可以提高自相关方法的测量精度，混频过零检测方法可以提高测量速度。
为了研究高重频激光对激光制导武器的干扰机理，根据高重频激光干扰原理，建立了半主动激光制导导引头编码识别模型、时间波门模型、多信号处理模型和干扰信号调制处理模型等相关理论模型，提出了导引头干扰有效的3σ判定准则。在此基础上重点研究了多源干扰和信号调制特性对高重频激光干扰效果的影响，并进行了仿真系统测试。结果表明，多源干扰和干扰信号频率调制能够有效增强干扰效果，干扰信号幅值调制对干扰效果改善作用并不明...
为了提高低碳钢表面的耐磨性能，采用CO2激光堆焊系统，将Co基合金与WC混合粉末（WC的质量分数为0~0.47）用单道堆焊于低碳钢表面。利用X射线衍射仪、能谱分析仪、扫描电子显微镜、激光显微镜、维氏硬度计和耐磨试验机对单道堆焊层的相结构、显微组织、维氏硬度、耐磨性和裂纹敏感性进行了比较分析。结果表明，这种堆焊方法的堆焊层均为亚共晶组织，且未分解WC弥散分散在Co基合金的基体上；堆焊层的维氏硬度均随...
为了提高机器视觉方法测量螺纹的精度，采用理论分析和实验验证的方法，研究了用垂直投影测量和切向投影测量方法进行螺纹测量时发生的延伸螺旋面投影遮挡问题。在介绍垂直投影测量和切向投影测量方法的基础上，解释了垂直投影测量和切向投影测量方法产生原理误差的原因。通过对遮挡误差和不同螺旋升角误差对螺纹牙形角测量影响情况的理论分析和推导，给出了垂直投影测量时延伸螺旋面遮挡和不同螺旋升角影响的误差计算式，并进行了实...
为了研究激光喷丸技术对A356铝合金热稳定性能的影响，采用Nd：YAG激光器对其进行表面激光喷丸处理及将各试样进行220℃退火试验处理的方法，从微观组织、显微硬度及残余应力等方面进行理论分析和实验验证，取得了一系列实验数据。结果表明，激光喷丸处理能够有效提高A356铝合金的热稳定性能，且在材料表面诱导了较大残余压应力，显微硬度和位错密度得到显著提高，晶粒明显细化；退火后，激光喷丸试样的表面残余压应...
选择性激光烧结制件冷等静压工艺及模拟
材料 相对密度 模拟 选择性激光烧结
2014/3/31
为了提高选择性激光烧结制件的相对密度，使用冷等静压进行致密化。在Drucker-Prager-cap模型的基础上对选择性激光烧结制件的冷等静压过程进行数值模拟，并对模拟结果进行了理论分析和实验验证。结果表明，通过冷等静压工艺可使选择性激光烧结制件的相对密度明显提高，制件收缩比较均匀，典型尺寸的实验结果与目标尺寸的误差在0.41mm以内，模拟结果与实验比较符合。对选择性激光烧结制件进行冷等静压处理，...
为了提出测定果糖质量分数的新方案，采用光子晶体平面波展开法进行了理论分析和数值模拟。通过研究以硅半导体材料为背景介质周期性排列空气孔圆柱构成的光子晶体，分别取得了正方晶格和三角晶格的空气孔结构光子晶体的TE模、TM模禁带结构特性。结果表明，在高频率区域，2维正方晶格或三角晶格结构各向同性光子晶体的光子带隙随待测质量分数不同是单调变化的；同时，晶格结构对光子带隙有一定的影响，不论是在正方结构还是三角...
反远距成像相移剪切散斑干涉检测系统
激光技术 散斑干涉 反远距成像 视场
2014/3/31
为了扩大传统剪切散斑干涉仪的检测视场，设计了一种反远距成像迈克尔逊式剪切散斑干涉系统。采用负透镜组与标准成像镜头组成反远距成像系统，分析了光路的成像参量，并利用ZEMAX软件进行了模拟；讨论了发散光路时间相移的非均匀性，采用等步长相移算法进行相位解算可以弥补非均匀误差；并对中心加载的橡胶平板进行了测量。结果表明，该系统能有效地扩大成像视场，采用3片焦距为-75mm的平凹镜片可以实现70°视场角的散...
金属圆管管壁厚度对瑞利波影响的研究
激光技术 瑞利波 有限元方法 管状材料
2014/3/31
为了探究管道中瑞利波信号的产生、传播规律，基于热弹激发机制，建立了激光线源在偏心圆管侧面激发超声波的有限元模型，研究了在不同激发源厚度下及不同曲率半径下铝质圆管中瑞利波的产生、传播规律。结果表明，均匀薄管中，管壁厚度在一定程度上决定了所产生的超声信号的成分，并且在一定范围内，超声信号也会随着管壁厚度的变化而变化；在非均匀管道中，激发源处的管壁厚度对超声信号的产生有很大影响，能在一定程度上决定超声信...
低慢小目标面阵推进式激光成像探测方法研究
成像系统 激光主动成像 距离选通 对空探测
2014/3/31
为了解决空中低慢小目标探测存在“发现难、识别难、跟踪难”的问题，提出了一种面阵推进式激光成像探测方法。采用面阵探测器对场景选通成像，通过车载成像系统的行进来实现多帧不同场景图像的获取，并运用一种特定的距离映射关系来实现对观测场景的3维重构。以低空小型飞行物为目标，设计了成像探测系统的基本参量，并从激光二极管阵列单元、脉冲宽度与重复频率、大气衰减、信噪比和脉冲峰值功率等方面分析了成像探测系统的基本性...
为了改善钢/铝熔钎焊中钎焊缝与钢一侧接合界面上冶金反应的不均匀性，进而提高接头的拉伸强度，采用仿真模拟及实验相结合的方法研究了V型坡口对钢/铝激光对接熔钎焊性能的影响。利用ANSYS软件对钢/铝激光对接熔钎焊温度场进行仿真，在镀锌钢板上开设V型坡口时，接合界面靠近上表面与靠近下表面的温度梯度（为241℃）较不开坡口时的温度梯度（为588℃）明显减小；分别在镀锌钢板上开设V型坡口与不开设坡口的钢/铝...