电缆隧道切片点云的自动提取及几何参数分析

针对基准面与隧道内壁点云法向量及地面的关系,提出了自动提取隧道内壁切片点云数据算法。该算法利用三维激光扫描的隧道内壁点云数据进行法向量的解算,根据正交整体最小二乘进行隧道地面的拟合,利用基准面与地平面垂直及基准面与内壁点云法向量平行的关系进行最佳基准面的搜索,通过搜索到的基准面进行切片点云的提取。通过该算法可以在无标靶情况下自动获取切片点云。通过切片可以计算隧道内部的重心、重心距及重心到顶面的距离等几何参数,利用计算的几何参数可以随时监视隧道内壁的变化状况。对不同时期的隧道切片进行对比分析便可实现不同地段隧道的变形情况。     

基于激光粒度分析仪的硅灰粒度检测条件研究

以中位径（D50）为评价指标,采用激光粒度分析仪(LSA)研究了硅灰溶液质量浓度、超声分散时间、超声分散频率、分散介质以及激光粒度分析仪测试精度对硅灰粒度检测结果的影响,并对比研究了激光粒度分析仪与气体吸附BET法测得的硅灰比表面积的相关性.结果表明：高精度激光粒度分析仪（测试范围0.02～2000.00μm）适用于硅灰粒度分布的检测,且具有高度重复性.与乙醇相比,水对硅灰具有更好的分散效果,适宜作为硅灰粒度检测的分散介质.以水为分散介质的硅灰最佳检测质量浓度为5~15g/L.对硅灰溶液超声分散的频率应≥40kHz,最佳分散时间应在10min以上.激光粒度分析仪与气体吸附BET法测得的硅灰比表面积具有一定的相关性,但激光粒度分析仪测得的硅灰比表面积较气体吸附BET法测得的小.     

碳酸钙改性聚苯乙烯的初步选择性激光烧结实验

针对选择性激光烧结(SLS)成型的高分子粉末烧结件尺寸精度差、强度低的问题,以聚苯乙烯(PS)为基体粉末,探讨了不同扫描速度下铝酸酯偶联剂处理前后的碳酸钙对PS粉末烧结性能的影响。结果表明,随扫描速度的增加,烧结件的尺寸精度提高、弯曲强度降低;未经处理的碳酸钙对PS烧结件的尺寸精度没有影响,反而降低了弯曲强度;经铝酸酯处理的碳酸钙在一定程度上提高了PS烧结件的尺寸精度和弯曲强度,当扫描速度为1 500 mm/s时,添加质量分数为2%的经铝酸酯处理的碳酸钙,PS烧结件的Z向高度相对误差为4.25%,较纯PS烧结件减少了48.5%,弯曲强度达到6.32 MPa,比纯PS烧结件提高了18.4%,但当扫描速度提高到1 800,2 000 mm/s时,两者之间的弯曲强度差异变小。     

Spectral and Laser Properties of Yb:LuAG Transparent Ceramics Fabricated by Tape Casting Method

Yb³⁺‐doped LuAG laser ceramics with different Yb³⁺‐doping concentrations were successfully fabricated by nonaqueous tape casting method and vacuum sintering technology. XRD patterns and SEM morphologies of the ceramics were presented. The optical in‐line transmittance of the Yb‐doped LuAG ceramics was about 83% at 1030 nm. The fluorescence lifetime of annealed and unannealed ceramic samples was compared. From the spectroscopic properties, it can be seen that the ceramics had a large emission cross section of 2.9 × 10^?20 cm² with a FWHM of about 7.2 nm at 1030 nm. Under 100% population inversion, the maximum gain coefficient was estimated to be 12.4 cm^?1 at 1030 nm. With a fiber‐coupled diode laser as pump source, CW laser at 1030 nm was demonstrated and the maximum output power of 338.9 mW was achieved with a slop efficiency of 19%. A tuning range from 1028 to 1036 nm was obtained.     

激光气体检测仪检测原油挥发气中丙烷浓度的模拟实验研究

针对两种原油在模拟油罐存储条件下进行了相平衡实验,测定了原油到达相平衡后挥发气的体积及其组成。激光气体检测仪利用光谱吸收原理,可以实现对气体中丙烷浓度的原位在线监测,是一种颇具前景的监测技术。在模拟油罐环境下对激光气体检测仪的测量性能进行了研究,结果表明该系统的测量相对误差较小,满足工业应用的精度要求。     

激光合金化Ni-W-Si涂层的组织与性能研究

以Ni-W-Si合金为原料,利用激光合金化技术在AISI 304不锈钢表面上制备了以W_5Si_3的复合相为增强相的Ni-W-Si涂层,用SEM、XRD与EDS等方法分析了合金的显微组织、相组成及成分,讨论了不同W、Si含量对涂层组织和耐磨性能的影响。结果表明,涂层中析出了大量花瓣状或胞状W_5Si_3、CrSi_2及(Fe,Ni)复合相,对提高涂层抗磨损能力有良好的增强作用;含W量较高的粉末经激光合金化后残余大量未熔W颗粒,新相以其为形核中心析出并长大形成夹心结构;涂层磨损机制主要为磨粒磨损,高强韧的W_5Si_3相使涂层的显微硬度显著提高(最高达10400 MPa),并使室温干滑动摩擦磨损抗性提高了3~8倍。     

紧密对接激光焊焊缝位置神经网络预测

激光焊接过程中,控制激光束准确对中焊缝是获得良好焊件的关键。以低碳钢板紧密对接激光焊(焊缝间隙不大于0.1 mm)作为研究对象,利用磁光传感法摄取焊接过程中焊缝区域磁光图像。分析焊缝区域图像特征,定义并提取紧密对接焊缝位置坐标,以前时刻的焊缝位置及其变化值作为输入量,当前时刻焊缝位置坐标作为输出量,应用神经网络建立焊缝位置的预测模型。试验结果表明,建立的前馈型神经网络能够较好地预测焊缝位置坐标,为激光焊缝及时纠偏和自动跟踪奠定基础。     

激光焊接在白车身上的应用现状

以北京奔驰装焊车间为背景,介绍激光焊接系统的组成及北京奔驰常用的激光焊接技术:激光飞行焊、激光钎焊、激光填丝熔焊。对比分析激光飞行焊与传统点焊技术的优缺点,结果表明,激光飞行焊接在时间效益、焊缝质量、智能化自动化、设备稳定性甚至经济效益方面都优于传统电阻点焊。对比了激光填丝熔焊、激光钎焊与目前先进的CMT电弧焊、CMT钎焊+,结果显示激光填丝熔焊焊接质量及速度均优于CMT电弧焊;激光钎焊的焊接质量优于CMT钎焊+,但焊接速度上未见明显优势;激光填丝熔焊及钎焊设备稳定性及经济效益上均低于CMT弧焊及钎焊,需要进一步发展。     

高功率激光照射致材料气化与熔池行为

激光深熔焊接小孔内前沿孔壁上的动态行为与焊接小孔的动态波动关系密切。为了进一步探明激光照射在前沿孔壁上产生的物理现象,设计激光倾斜照射在板材上的试验以模拟激光照射在倾斜的小孔内前沿孔壁上的状态。拍摄观察激光照射作用下材料的熔化与气化行为,深入分析熔池流动状态与蒸气特征在不同的激光照射角度与不同的照射能量密度时的变化规律。结果显示,激光照射作用下材料熔化形成的熔池表面易产生波动涟漪,且涟漪产生的频率与移动速度随照射激光功率密度的增加而增加。由于涟漪的存在使得涟漪处局部激光照射倾角发生改变,材料对激光的吸收率大幅提高,局部可产生更多蒸气,在气化反冲作用力下,涟漪可被剥离形成飞溅熔滴。     

生物医用多孔Ti-6Mo合金选择性激光烧结的结构特征和力学行为

采用选择性激光烧结金属元素Ti、Mo和粘结剂的混合粉末,制备了多孔Ti-6Mo合金,并研究了其结构特征和力学性能。结果表明,多孔Ti-6Mo合金的孔隙结构与烧结工艺有关,随着烧结温度从1000℃升高到1200℃,孔隙由三维连通孔变为相互孤立孔,孔隙率从58%下降到24%,孔径从112μm减小到43μm;多孔Ti-6Mo合金在室温为片层组织,均由大量α相和少数β相构成,并伴有微量α析出物;压缩应力-应变曲线表现为弹性变形、塑性屈服和断裂区三阶段,随着孔隙率降低,弹性模量和屈服强度分别在2.07~11.9 GPa和31.4~152.8 MPa增大,且相对弹性模量和相对屈服强度和相对密度之间遵循幂律关系。多孔Ti-6Mo合金的孔隙特征和力学性能均可满足自然骨要求,是一种可行的医用材料。