激光冲击强化数值计算中的光滑粒子法

为研究激光冲击强化(LSP)过程中激光诱导冲击波的时空分布规律,在对比分析有限元仿真的基础上,探索采用光滑粒子流体动力学(SPH)对激光冲击强化的物理过程进行仿真,并设计了冲击波测试平台,对仿真结果进行了初步试验验证。结果表明,SPH模型演化物理过程明显,计算结果和试验结果相似度高,为激光冲击强化物理仿真提供了一种新的研究思路和方法。     

双面激光冲击次序对小孔件强化效果影响研究

小孔构件是典型的应力集中细节,其易在疲劳载荷下产生裂纹,影响关键结构的使用性能和服役寿命。为了研究双面冲击次序对小孔件强化效果的影响,对双面激光同时冲击强化(双面对冲)和依次冲击强化的TC4-DT小孔构件进行了疲劳拉伸试验,并利用ABAQUS有限元软件,对两种冲击次序强化后的残余应力分布进行了仿真。结果表明,双面对冲的试样疲劳增益是双面激光依次冲击强化后的2倍以上;双面对冲后小孔件的应力分布更均匀,其疲劳源明显偏离厚度中点处,而双面激光依次冲击时,两激光冲击表面的残余应力差较大。仿真结果与试验有较好的一致性。     

激光冲击与喷丸复合强化对TC4钛合金细节疲劳额定强度截止值DFR_(cutoff)的影响

为研究激光冲击与喷丸复合强化对TC4钛合金疲劳性能的影响,在测试不同强化工艺状态(未强化状态、喷丸强化状态、激光冲击强化状态、激光冲击与喷丸复合强化状态)TC4钛合金表面残余应力的基础上,进行了细节疲劳额定强度截止值(DFR_(cutoff))试验,并利用ABAQUS有限元仿真分析其表层残余应力分布。试验结果表明:复合强化TC4钛合金的表面残余压应力和DFR_(cutoff)最大,相比于未强化状态分别提高了189.1%和62.3%。仿真结果表明:表面处理会在试样表面形成残余压应力,激光冲击与喷丸复合强化状态试样的表面残余压应力最大,喷丸强化试样的次之,激光冲击强化试样的最小;激光冲击与喷丸复合强化试样中的残余压应力层最深,激光冲击强化试样的次之,喷丸强化试样的最浅。结合试验结果与有限元分析可知,TC4钛合金的DFR_(cutoff)与表面残余压应力和残余压应力层深度呈正相关。     

镍-钴合金杆料激光冲击强化的实验和数值模拟

为了开发能有效提高火花塞使用寿命的新工艺,借助于激光冲击强化装置,实验研究了对材料为Ni-Co合金的火花塞中心电极表面的激光冲击强化处理;探讨了不同的冲击次数、不同的入射激光能量对冲击强化区残余应力、塑性变形、硬度的影响;并用ABAQUS软件进行了有限元模拟。实验测量与仿真结果均表明,利用激光冲击强化技术,冲击区域材料的位错密度得到了进一步提高;并在强化区表面产生了渴望的残余压应力;火花塞中心电极的表面硬度也得到了显著提高。经过随车使用实验,证明经过激光冲击强化后的火花塞其平均使用寿命比未受强化的火花塞提高了近1倍,表明激光冲击强化技术不失为提高火花塞使用寿命的一种好的工艺方法。     

有限元数值仿真在激光冲击强化中的研究与应用

通过有限元数值仿真方法对激光冲击强化处理进行数值模拟是分析该处理工艺形成过程、优化参数、制定合理的工艺方案的有效方式.研究从激光诱导等离子体爆轰波压力计算模型和材料动态响应本构模型两个方面对激光冲击强化的数值仿真方法进行了分析,对现有数值仿真的研究思路和取得的研究成果进行了总结,并指出了现存的问题和进一步的研究重点.     

微尺度激光冲击强化的影响因素分析

微尺度激光冲击处理技术通过将常规激光冲击处理的激光光斑从毫米量级缩小到微米量级,为提高金属微结构的可靠性提供了一种可能途径.为了分析微尺度激光冲击处理的特点,探究激光脉冲功率密度、冲击次数等因素对冲击效果的影响,利用ABAQUS仿真软件对激光冲击强化铝合金6061-T6的过程进行了仿真研究,分析了激光冲击处理的基本原理,着重讨论了激光冲击处理过程中几种参数对残余应力场的影响,分析了微尺度激光冲击处理后金属表层残余应力分布的基本特点.结果表明,单次微尺度激光冲击处理后,材料表面存在局部的拉应力,但可以通过多次冲击予以消除.     

激光冲击强化诱导的残余应力场分析

激光冲击强化是一种新兴的现代表面处理技术,它利用激光产生的高幅冲击波在冲击区诱导出有益的残余压应力,从而达到强化材料的目的。在分析了激光冲击强化的基本原理和残余应力的形成过程后,探讨了残余应力的计算模型,同时对激光冲击强化后,冲击区表面和深度方向上的残余应力分布特点进行了分析。研究表明在激光冲击强化过程中,存在最佳的冲击波峰值压力;经激光冲击后,金属表面产生很深的残余压应力,且冲击区的残余压应力在表面和深度方向上都基本为均匀分布。     

曲轴激光喷丸强化试验研究

采用实验的方法,研究了激光冲击强化对175A型柴油机曲轴疲劳寿命的影响,取得了激光冲击强化试验条件下曲轴过渡圆角处残余应力场的数据。并将激光冲击强化工艺效果和曲轴滚压强化效果做了对比性分析,结果表明：虽然激光冲击强化效果不如曲轴滚压强化,但考虑到激光工艺参数精确可控、加工质量好、成本低以及可避免滚压强化所造成的表面疲劳、撕痕等,激光冲击强化工艺可望代替滚压强化成为新型的曲轴强化手段。通过此类激光冲击强化强化实验可优化激光冲击的相关参数,使曲轴过渡圆角产生有利的残余应力场。     

激光冲击强化后7050铝合金疲劳寿命的数值模拟

重点解决了激光冲击强化后试件的疲劳仿真,进一步深入研究了激光冲击强化对疲劳寿命的影响。对两组7050-T7451铝合金试件进行了拉拉疲劳试验,两组试件分为普通试件和激光冲击强化试件。试验结果表明,在101.3 MPa的加载应力水平下,两组平均疲劳寿命分别为26024和108336周次,疲劳寿命提高到原来的416.3%。利用有限元软件对两组试件分别进行疲劳数值模拟。模拟结果显示,两种疲劳寿命分别为25400和102870周次,疲劳寿命提高到原来的405%。试验结果和模拟结果符合得很好。研究表明,激光冲击强化后会在试件表层产生压应力,可以显著提高试件的疲劳寿命。     

激光强化冲击技术中涂层厚度的理论研究

在激光冲击强化技术中,充当能量转换体的涂层厚度问题是影响激光冲击强化效果的关键技术之一。许多研究者认为激光冲击强化处理技术中的涂层应有一个最佳值。涂层过厚,剩余涂层会对激光冲击波产生损耗;涂层过薄,又使金属表面产生气化,二者均会影响激光冲击强化效果。本文从激光与涂层相互作用的物理机理,研究推导了激光冲击涂层的理论厚度计算公式,并从工件表面状态、涂层和约束层等相关环境因素出发,讨论了它们对涂层厚度理论计算的影响,得到了具体工况条件下激光冲击涂层厚度的理论估算公式。     

超高压气体放电光源玻壳材料退火工艺研究

通过分析石英材料粘度与温度的关系,得出了石英的退火温度范围．结合超高压气体放电光源的要求,对玻壳精密退火工艺进行研究．该工艺充分考虑了因玻壳厚度和降温造成的应力．给出了工艺参数的计算方法,增加了慢速降温阶段,减少了玻壳的剩余应力．     

嵌入式Linux下多路数字音频采集报警器的设计

介绍了嵌入式Linux系统下多路数字音频采集报警器的功能,给出了系统的结构,以模块化方式说明了ARM软件的实现过程,重点介绍了节目表的查询和转换方案,阐述了FPGA驱动程序的实现方法。说明了如何响应网络命令,将信息上传到监控系统。     

便携式智能油气检测仪设计

为了防备油气浓度超标造成的安全事故,研制了便携式智能油气检测仪。采用接触燃烧式气敏传感器进行油气检测,并增加补偿元件。用电桥电路作为测量电路,用双端输入方式连接电桥与运算放大器,对所采集的信号作放大、补偿处理。采用集成电路A/D芯片进行信号A/D转换,并在LCD数字显示屏上显示油气浓度值。设计报警电路,用C＋＋语言设计软件,采用单片机进行系统控制。气敏元件的误差补偿和数字化浓度检测有创新。该检测仪适用于石油、天燃汽等储运和使用场所。     

不同形状连续激光辐照皮肤组织温度场数值模拟

本文基于生物组织热传导方程,分析了连续平顶型激光和连续高斯型激光辐照皮肤组织的热传递规律,建立了更为接近细胞尺寸的三层皮肤组织模型,采用有限元方法对两种不同形状激光作用于皮肤组织时产生的温升情况进行了数值模拟,仿真研究了不同作用时间、不同表面距离和不同深度的皮肤组织温度场分布。结果表明,相同条件下,由连续平顶型激光在组织内部产生的最高温度明显小于高斯型的,主要原因是平顶型激光能量分散,而高斯型能量相对集中。连续高斯型激光辐照组织后产生的温升区域面积和穿透深度均较大,撤去激光后达到初始温度的冷却时间也相应较长。     

整数5/3小波变换的VLSI结构设计

在JPEG 2000中,无损图像压缩是采用整数5/3小波变换实现的.JPEG 2000也给出了5/3小波基于提升方法的算法.对提升方法的整数5/3小波变换算法进行了研究,针对二维的变换提出一种VLSI结构.该结构由4个模块构成,模块之间并行运行,模块内部采用流水线技术.对多级变换,级间的运算还可交叉,体现了提升方法的优势,较大地提高了硬件效率.其主要优点是消耗资源少且运算速度高,同时也适用于其他整数小波变换.     

空间遥感光谱仪器光学性能地面检测系统

为了对空间遥感光谱仪器进行光学性能检测,设计并实现了空间遥感光谱仪器光学性能地面检测系统。该系统包含硬件和控制软件两部分;硬件分为光源、机械运动子系统、信号采集子系统和计算机,控制软件在Windows环境下使用Labview实现。在电机控制中使用细分驱动,采用包含误差项计算步数的方法减小积累误差,通过指定波长扫描或连续波长扫描进行扫描机构控制,并实时显示光谱曲线。自动计算信噪比、使用广义最小二乘法对感兴趣的区域进行高斯拟合,并自动读取带宽。实验表明,本系统可以实现空间遥感光谱仪器的全波段、自动化光学性能检测,波长精度优于±0.05nm,重复性优于0.01nm,可在1s内完成信噪比计算,光谱带宽小于1nm,满足指标要求,提高工作效率,为载荷研制奠定了基础。     

一种新型弹载偶极子天线分析与设计

给出了一种新型结构的弹载偶极子天线,采用基于自补结构的蛇形振子作为辐射器,并用矩量法对振子结构进行优化,采用简化形式的锥形BALUN以实现平衡馈电。测试结果表面该天线具有良好的E面全向特性和宽带特性。主要分析了该天线的辐射特性,最后给出并分析了实测数据。该天线具有结构紧凑、馈电简单、带宽较宽、易于制作等优点。     

一种小型超宽带微带天线

给出了一种小型化超宽带微带天线,该天线采用微带线对半圆形和矩形组成的阶梯状辐射单元进行馈电,基板背面为相似形缺陷地结构窗口。天线参数采用电磁仿真软件CST进行仿真和优化。所设计的小型化超宽带微带天线相对带宽达144.9%(2.15～13.47GHz),带内回波损耗均在-10dB以下,整个工作频段内天线的增益平均在4dB以上,天线的辐射方向图形状在频带内基本保持不变。该天线具有结构紧凑和形状简单的特点,易于加工和集成。最终实际制作了天线样品,并进行了测试,实测数据与仿真结果吻合良好。实验结果表明该微带天线具有良好的小型化和超宽带特性。     

一种实用的多芯片系统同步复位方法

阐述了复位电路在单片机系统中设计的重要性,对复位电路的基本功能进行了说明,通过对多芯片系统复位电路的比较分析,总结了多芯片系统对复位电路功能的要求,提出一种采用软件和硬件相结合实现多芯片系统同步复位的方法,详细介绍了该方法的设计过程和可行性,并对系统重入性进行了论述.     

南海海表面温度的季节内变化特征

基于TRMM/TMI卫星遥感海表面温度(SST)数据,采用谐波分析方法和经验正交函数分解(EOF)方法对南海SST的季节内变化规律进行了分析,探讨了其对声速变化规律的影响。结果表明:南海SST季节内空间分布的第一模态呈现南北负正反对称分布;第二模态的空间分布为以越南外海的负值为中心。分析相应的时间系数功率谱可知其显著周期为5、6、8、11、12周。分析表明SST的季节内振荡与纬向风分量、经向风应力有密切关系。探讨潜热通量可发现其显著周期为54～69天,存在显著的季节内变化;冬夏季变化的最大区域分别集中在越南外海和南海北部,且第一模态的时间函数与潜热通量的最大相关系数可达到40%,相关系数的大值区域主要集中在越南上升流区域。南海海表声速较大但随季节变化不明显,与温度同相变化与盐度反相变化。