准分子激光加工表面轮廓的分形插值模拟及d值的影响

准分子激光加工的表面的分形特征的研究未见有报道，本文首先分析了准分子激光加工表面可以具有分形特征，说明可以用分形理论来对它进行分形分析。进而利用IFS理论模拟了某准分子激光加工表面轮廓，并给出了模拟的算法流程图，结果表明：在适当的d值下，模拟结果与实测轮廓很接近。最后探讨了不同的d值对模拟结果的重大影响及d值的确定。     

无磨料低温抛光件表面分形特性

利用HL Ⅱ型微机控制原子力显微镜(AFM)系统对无磨料低温抛光件表面的轮廓曲线进行了测量。基于分形理论,分析和讨论了不同工艺参数对表面分形维数D和轮廓算术平均偏差Ra的影响。研究结果表明:D与Ra反映了表面质量的不同方面,它们之间有一定的对应关系,但并不是线性的;对于同样的加工方法,硬质合金材料的D值比铝合金材料的D值大;分形维数可以揭示超光滑表面的表层质量。     

结构函数与均方根分形表征效果的比较

为了比较结构函数与均方根两种测度方法的分形表征效果，模拟了具有不同理论分形维数的Weierstrass—Mandelbrot分形轮廓曲线；制备了车削、磨削和砂纸打磨的不同粗糙表面，并提取了它们的轮廓曲线；然后用结构函数和均方根两种方法对理论和实际的轮廓曲线进行了分形表征和分维计算．研究表明，两种测度方法对分形模拟轮廓曲线均具有较好的表征效果；对于机加工粗糙表面，均方根测度方法比结构函数测度方法的适应性强，无标度区间宽，表征效果好；另外，均方根测度方法还具有物理意义明确，分维计算简单和分形表征直观等优点．     

磨合表面形貌变化的特征粗糙度参数表征

用结构函数法计算磨损表面轮廓分形维数Ｄ,通过把分形维数Ｄ与测度－尺度间幂律关系中的系数Ｃ相结合,提出了一个名为“特征粗糙度”的表面评定参数τ＊,给出了其定义和计算表达式．在销－盘试验机上对销子表面某一位置在不同磨合磨程时的形貌进行了精确复位测量,轮廓特征粗糙度τ＊值随磨合时间的变化表明：用τ＊评定磨合过程中表面形貌的变化简单、有效,并具有很高的灵敏度     

两种磨削表面形貌的分形表征

介绍了计算表面轮廓曲线分形维数的结构函数法,采用Talysurf 5P-120型接触式表面形貌仪测取几种不同粗糙度的平磨和外圆磨削表面轮廓曲线,用结构函数法进行分析,获得了和实际情况相吻合的分形维数计算结果.加工方法和工艺不同的磨削加工表面,当表面精度达到IT6~IT5时,采用外圆磨加工,表面形貌自相似性较强;当表面精度达到IT9~IT8时,采用平磨加工,表面形貌自相似性较强.结论对于工程表面的精确分析、有效表征和磨削加工工艺的选用等具有一定的参考价值.     

准分子激光加工工艺参数优化

本文采用准分子激光加工方法,选择不同的工艺参数对Al2O3 陶瓷材料试件进行加工,通过表面轮廓仪测量表面微观形貌,并计算其表面轮廓高度均方根值Rq.采用二次多项式拟合方法分析激光加工工艺参数对表面形貌的影响,即放大器电压、激光脉冲频率、激光扫描速度等工艺参数对表面轮廓     

准分子激光加工与研磨加工Al2O3陶瓷表面形貌的比较

采用了准分子激光和研磨两种不同的加工方法,在微构件常用的Al2O3陶瓷材料表面构建表面微观形貌.通过表面轮廓仪测量加工试件表面形貌,采用自行研制的表面形貌参数表征系统进行表面形貌统计参数计算.分析不同加工方法对同一种材料表面形貌的影响,采用表面形貌统计参数中的轮廓高度算术平均值Ra、轮廓高度均方根值Rq、坡度均方根值.Zq对表面形貌进行评价.结果表明,准分子激光加工表面的Ra、Rq和.Zq值均比研磨加工表面小.分析可得,准分子激光加工与传统研磨加工方法相比,能够获得较高要求的表面形貌,为微机械的设计提供重要参考依据.     

机械密封摩擦副端面形貌的分形特性

介绍了表征粗糙表面形貌分形特征的Weierstrass-Mandelbrot函数式,分析了判断粗糙表面形貌分形特性的功率谱法和结构函数法.采用AF-LI型触针式表面轮廓测量仪测量了GY70型机械密封摩擦副端面的径向及周向轮廓曲线.利用结构函数法分析了端面轮廓的分形特性,通过计算得出动环端面径向和周向分形维数分别为1.293,1.291,静环端面径向和周向分形维数分别为1.288,1.283.研究结果表明,GY70型机械密封摩擦副动、静环端面轮廓均具有统计自仿射分形特性且各向同性.     

蚯蚓体表轮廓曲线谱分析及统计模型

针对生物体表的激光三维扫描数据点云抽取的表面轮廓线数据,利用时间序列谱分析方法,对生物体表面的轮廓曲线进行谱分析,给出了轮廓曲线的三种权函数估计方法,并将估计方法应用于蚯蚓体前部的轮廓曲线上,给出了蚯蚓体表面的轮廓曲线的谱估计及其分形维数。     

颗粒复合材料 LDPE/CaCO_3 拉伸断口的分形分析

应用计算断口表面分形维数的二维变差法，计算了颗粒复合材料ＬＤＰＥ／ＣａＣＯ３拉伸断口的分形维数，并且建立了断口分形维数与强度极限和填料颗粒含量之间的关系。     

准分子激光修饰Al2O3陶瓷表面的微摩擦特性研究

利用准分子激光修饰微构件常用的Al2O3陶瓷试件,通过改变准分子激光加工工艺参数获得不同的微观表面,并用自行研制的微摩擦测试仪进行微摩擦实验研究.结果表明,在相同条件下摩擦系数随着载荷的增大而减小,随着速度的增大而增大.而准分子激光修饰表面比原始表面的摩擦系数要小,说明利用准分子激光表面修饰可以达到减小摩擦的目的.此外,研究了准分子激光工艺参数与修饰表面摩擦性能的相关性,结果表明,摩擦系数随着放大器电压的变化趋于稳定、随着激光脉冲频率的增大而有增大的趋势、随着激光扫描速度和激光扫描遍数的增大呈现减小趋势.     

准分子激光光束时空积分法能量均匀化的研究

准分子激光在微机械加工、医学、光通讯中具有重要应用。但由于准分子激光固有的特性，其光束能量具有不均匀性，从而准分子激光的应用受到极大制约。本文介绍了一种时空积分均束器系统的设计，并在计算机上模拟分析，得到激光输出光斑（靶面）的中心的能量与边缘的能量相差小于1％的均匀性效果。     

沥青路面表面宏观构造与抗滑性能间的关系

为深入了解沥青路面表面宏观构造与抗滑性能间的关系,选取了不同等级、不同路面类型的11条公路共33个测试点,利用采样间距为1.067 1 mm的激光断面仪和动态摩擦系数测试仪(DFT)开展了路面表面宏观构造和抗滑性能的现场测试.计算了路面断面统计特征、分形特征、几何特征指标以及平均断面深度等宏观构造指标,依据相关性分析,选择平均断面深度、偏斜度、驼峰度、分形维数、平均斜率和平均曲率等6个指标对路面表面宏观构造进行描述,在此基础上开展的路面表面宏观构造与抗滑性能关系的多元统计分析表明,二者之间存在显著的二次多项式关系,采用上述6个宏观构造指标能精确地描述与抗滑性能的关系.     

新一代材料精确成形技术--激光加工技术

介绍了激光加工技术的工艺和设备,其中激光加工工艺中又重点介绍了激光表面处理和激光焊接技术,并指出了这些领域的重点研究方向.表面处理技术主要介绍了快速凝固条件下非常规成分新合金以及金属/陶瓷复合材料的合成和表征;激光焊接技术主要介绍了焊接过程和焊接质量的检测与控制以及特种材料的精确焊接.在激光加工设备内容中,主要介绍了材料精确加工对激光器的性能要求和发展趋势,并提出了国产高质量激光器的研究方向.     

宽带送粉激光熔覆ZrO_2/Ni60A复合涂层组织及硬度分析

在304不锈钢外圆表面使用激光熔覆镍基氧化锆金属陶瓷粉末,对激光工艺参数进行优化,制备工艺性能良好的熔覆层.研究了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌、显微组织和硬度分布的影响.结果表明：激光功率为1.5 kW时为佳;随扫描速度增大,熔覆层的组织有细化的趋势;通过优化扫描速度,可得到显微硬度值较高,且沿熔覆层表面的垂直方向的硬度分布变化不大的熔覆涂层.     

柴油机湍流扩散燃烧火焰面分形特性的研究

利用分形几何学的基本原理对柴油机湍流扩散燃烧火焰的表现特性进行了研究,对火焰前锋轮廓线进行了测量和分析,所得结果表明：柴油机中的湍流扩散燃烧火焰面也具有分形特性,从而实现了对扩散燃烧火焰面的定量描述     

准分子激光光束能量均匀化的研究进展

准分子激光在微机械加工、医学，光通讯中具有重要应用。但由于准分子激光固有的特性，其光束能量具有不均匀性，从而准分子激光的应用受到极大制约。因此，近年来，关于准分激光光束能量均匀化的研究方面，人们进行了大量的理论和实验研究。本文概述了国内外准分子激光在光束能量均匀化方面的研究进展。