烧蚀机制下激光超声声场的模拟与实验验证

分析了烧蚀机制下超声波的产生机制,建立了工件有限元模型,将等离子体的冲击力对材料的作用视为超声波的激励源,模拟计算了激光超声波在工件中的传播过程,提取了节点位移的时间历程曲线,求出超声波的速度并由此确定相应超声波的类型。此外,分析了激光超声声场分布,利用半圆形铝质试块进行了激光超声的测量对比实验,采用超声换能器接收纵波、横波以及表面波。通过对比分析可知,数值分析结果与实验数据相符,该有限元数值模拟方法正确可靠。     

农作物秸秆物料杂质及滚筒筛分研究

为去除农作物秸秆固体成型物料中的杂质,对物料进行筛分分拣并对筛分物进行发热量试验,研究杂质分类及来源,同时设计滚筒筛分除杂系统进行除杂。结果表明,杂质分为金属、多塑料织物、砂石及粉尘等;收获、农户储藏、运输、场地管理等均可能产生杂质,其中在该试验中场地管理产生的杂质较多,约占总物料量的3%;杂质筛分中滚筒筛倾角范围为3°~9°,转速为20~32 r/min,给出根据筛分效率要求选择长径比的方法。该研究可为杂质减量化及杂质去除理论与试验研究提供数据参考。     

基于激光熔覆SiC/Ni复合涂层的耐磨性EI北大核心CSCD

采用预置粉末法,在Q235钢表面进行激光熔覆镍基SiC陶瓷涂层的实验研究。使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜(OM),扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌。结果表明:在重载干滑动摩擦条件下,Ni基SiC复合涂层耐磨性得到显著提高;当复合粉末SiC含量为25%(质量分数)时,熔覆层耐磨性最佳;熔覆层的磨损机制以磨粒磨损为主,同时伴有黏着磨损特征,且随着SiC含量的增加,黏着磨损的特征愈加明显。     

线状烧蚀光源作用时瑞利表面波的指向性研究

针对线状激光光斑烧蚀工件表面的情况,利用理论分析和实验验证的方法研究了激光超声瑞利表面波的指向性。基于激光超声的烧蚀机理,将激光的烧蚀作用等效于法向应力,研究了线状垂直力源作用下远场质点的位移,提出了瑞利表面波的指向性公式。搭建了一套激光超声瑞利表面波激发与接收的系统,对获得的信号进行了幅频特性分析,以便验证信号中心频率与换能器中心频率的对应性。利用信号的峰峰值获得瑞利表面波指向性数据的实验值,并对指向性公式进行了验证。结果表明,该指向性公式对于瑞利表面波检测具有一定的参考价值。     

基于光谱技术的支持向量机判别牛肉新鲜度

目的 实现生鲜牛肉新鲜度等级的无损快速判别。方法 用可见/近红外光谱检测系统, 获取储存1~18 d的36块牛肉样品的400~1600 nm范围的光谱信息, 以挥发性盐基氮理化值为分类依据。用多元散射校正(MSC)、变量标准化(SNV)、SG平滑预处理方法处理光谱数据, 分别建立牛肉新鲜度的支持向量机分类模型。结果 MSC+SG预处理后所建立的分类模型预测能力最好, 训练集和测试集的回判识别率和预测识别率分别为96.30%、100%, 验证集的识别率为88.89%。结论 可见/近红外光谱结合支持向量机, 对牛肉新鲜度进行无损快速判别是可行的。     

挤压膨化辅助提取米糠可溶性膳食纤维及其特性研究

以新鲜米糠为原料,在单因素和正交试验基础上,通过分析不同挤压工艺和酶解条件对米糠中可溶性膳食纤维提取率的影响,优化挤压膨化辅助酶水解技术提取可溶性膳食纤维。同时采用扫描电子显微镜、差示扫描热量法等表征可溶性膳食纤维的结构及物化特性。试验结果表明,在挤压温度130℃、螺杆速度200 r/min、物料含水量20%,酶用量2.0%、酶解温度75℃、酶解时间90 min、p H 6.0的条件下,可溶性膳食纤维提取率为30.35%。米糠可溶性膳食纤维表面形态疏松,呈蜂窝颗粒状,内部由纤维素类物质形成支撑主体,热力学相对稳定。与未经挤压膨化处理提取的可溶性膳食纤维相比,挤压辅助提取的可溶性膳食纤维具有更高的持水力、结合水力、溶胀力、结合脂肪能力及丰富的空间网状结构,结构及物化特性均得到明显改善。     

利用激光-电磁超声检测钛钢复合板脱粘

结合面质量直接影响钛钢复合板的整体强度。为有效评估粘接性能,提出了脱粘缺陷的激光-电磁超声非接触式检测方案。基于激光超声激励原理,纵波声场指向性以及电磁超声接收理论,搭建了钛钢复合板脱粘缺陷检测系统。在基材侧或复材侧,使用长度10 mm、宽度0.2 mm的脉冲激光线状光斑辐照于材料表面激励超声波,利用中心频率1 MHz的电磁超声纵波换能器在异侧对心处接收信号。探讨了主声束和换能器相对脱粘缺陷移动过程中信号幅值的变化规律,根据试验数据可知,随着换能器被缺陷遮挡长度的增加,信号幅值逐渐降低。当主声束和换能器被遮挡一半时,信号幅值降为粘接良好状态下的0.5倍。因此,可依据信号幅值的变化特征来判定脱粘缺陷,同时也说明了激光-电磁超声技术适用于钛钢复合板结合面的非接触式检测。     

基于横波衍射法应用激光-电磁超声检测内部缺陷

为了有效评估出工件内部缺陷的深度,提出了脉冲激光激励和电磁超声换能器接收的非接触式检测方法。分析了超声波的烧蚀激励原理,体波作用于缺陷后的衍射现象,以及电磁超声的接收过程。依据横波衍射理论,当电磁超声换能器处于缺陷正上方时,衍射信号的渡越时间将取得最小值,基于此推导了缺陷深度计算公式并讨论了检测盲区。搭建了工件内部缺陷的激光-电磁超声检测系统,先后测量了内部含有圆孔和不同倾角裂纹的工件试样。在固定激励点的前提下,移动电磁超声换能器,观察信号渡越时间的变化规律,以及分析衍射横波的相位特征。提取衍射横波的最小渡越时间并求得缺陷深度值,其相对误差均在±3之内。实验结果表明,激光-电磁超声检测方法能够有效测量出缺陷深度,可作为接触式压电超声检测技术的一种补充方案,应用于无法满足耦合条件的场合。     

基于CAXA、UG的齿轮快速精确建模及仿真分析

介绍了常用于齿轮三维建模的方法和它们各自的优缺点,以设计某一型号减速器的直齿圆柱齿轮为例,介绍了利用CAXA、UG软件对齿轮进行快速精确建模设计的过程,并根据实际设计需求,用软件对所设计齿轮进行了仿真分析.过程表明,这2种软件结合对齿轮进行设计建模快捷、有效,为其他类似产品研发设计提供了有效的依据.     

锥曲面上刻字的数控加工

使用三轴数控机床和万能分度头等设备，在锥曲面上刻字的数控加工方法，解决了在实际加工中类似零件对多轴数控机床的依赖问题。