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oe1(光电查) - 科学论文

47 条数据
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  • 24CrNiMo合金钢选择性激光熔化过程中的热力学行为数值研究

    摘要： 本文利用ABAQUS软件建立了24CrNiMo合金钢选择性激光熔化(SLM)的多层多道有限元模型，系统研究了温度场与应力场的分布演化规律及工艺参数对其影响。结果表明：激光功率从200W增至300W时，峰值温度从2153℃升高，残余应力从335MPa增至364MPa；扫描速度从150mm/s增至250mm/s时，峰值温度从2905℃降低，残余应力从327MPa增至363MPa；预热温度从25℃升高时，峰值温度从2621℃升高，残余应力从354MPa降至300MPa。远离扫描区域、远离起始点及与扫描方向垂直的相邻区域，有助于形成均匀温度分布从而降低残余应力。由于重熔效应，层间扫描角度变化有助于释放前一层残余应力，经重新分布后残余应力更小。

    关键词： 基板预热、有限元分析、热力学行为、选择性激光熔化、扫描策略、24CrNiMo合金钢

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过激光表面纹理设计提高ENF胶接接头性能

    摘要： 胶接接头的质量与被粘物的表面处理密切相关。近期多项研究表明，采用CO2激光可有效提升纤维增强复合材料（FRP）胶接接头的力学性能。当前，优化工艺参数与表面纹理化是推动该技术发展的关键步骤。本研究通过实验与数值模拟相结合的方法，探究了激光纹理化对碳纤维增强复合材料（CFRP）端缺口弯曲（ENF）接头的影响。结果表明：激光纹理化能显著提升ENF接头的抗断裂性能，其强度较未处理接头至少提高76%。数值模拟结果与实验数据吻合良好，证实可通过激光纹理化设计来优化胶接接头的力学响应。

    关键词： 有限元分析，粘接，激光处理

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 利用激光辐照快速热循环试验对热障涂层损伤的评估

    摘要： 热障涂层（TBC）被沉积在燃气轮机叶片表面，以?；せ迕馐芨呶氯忌掌宓那质?。陶瓷涂层因高热流载荷产生的裂纹和分层是TBC中的严重问题。本研究开发了利用激光照射的快速热循环装置，进而研究了陶瓷涂层在循环快速热载荷作用下的损伤演变过程。结果表明，虽然采用电炉进行传统热循环测试的TBC样品未出现该现象，但在陶瓷涂层表面形成了烧结层。截面观察还显示，垂直裂纹起源于TBC表面并扩展至烧结层。最后，通过包含烧结进程的TBC模型有限元分析，讨论了这些损伤的力学因素。

    关键词： 热障涂层，燃气轮机，有限元分析，激光辐照

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 激光处理热锻模具（WC-Co-Cr）的性能分析

    摘要： 热锻模具经双层表面处理后，其使用寿命得到了评估。这些模具采用WC-Co-Cr粉末进行激光处理，随后进行表面氮化。此前已通过金相分析证实了各镀层的完整性。为后续计算磨损量，测量了表面相关性能参数。首先通过有限元磨损模拟对比了处理模具与常规模具的性能，确定了磨损加剧区域，并借助分析模型预测了预定锻造次数后的总磨损量。随后制造实际热锻模具，实施表面处理并投入真实生产环境使用。结果表明：不同锻造试验中模具寿命分别提升41%和94%，该结果与模拟数据高度吻合。

    关键词： WC-Co-Cr、激光、多层结构、磨损、表面处理、有限元分析、热锻

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 同一眼虚拟试验中准分子激光角膜切削术（PRK）与准分子激光原位角膜磨镶术（LASIK）矫正近视的模拟屈光结果差异

    摘要： 利用计算力学评估角膜屈光手术的结构和光学后果的应用日益增多。在实践中，选择进行准分子激光角膜切削术（PRK）而非准分子激光原位角膜磨镶术（LASIK）的外科医生通常需要降低预设的屈光矫正量，以避免近视过矫。本研究基于近期对有限元分析（FEA）预测LASIK疗效的临床验证研究，将已验证LASIK病例中的预测反应与相同屈光不正的理论PRK治疗方案进行对比。在20只眼睛的模拟中显示，与LASIK相比，PRK平均过矫0.17±0.10 D，且过矫程度随目标矫正量增加而上升。该矫正差异与历史验光表（包含数千病例数据）观察到的PRK与LASIK差异高度吻合（相差0.06±0.03 D以内）。手术诱导的角膜应变在LASIK组高于PRK组，导致中央基质层前移更明显，因而LASIK的相对角膜平坦化程度更低。该有限元模型为两种角膜屈光手术屈光结果差异的作用机制提供了结构学佐证，其结果与临床经验数据一致。

    关键词： 准分子激光原位角膜磨镶术（LASIK）、屈光手术、角膜、准分子激光角膜切削术（PRK）、有限元分析

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 初始应力影响下激光点焊帽型板结构动态特性的有限元建模与分析

    摘要： 本文研究了初始应力影响下激光点焊结构动态特性的有限元建模与分析。采用基于模态的新方案对结构有限元模型进行修正，使用CWELD ELPAT格式的单元连接器模拟结构中的激光点焊。在自由-自由边界条件下，通过锤击试验和移动加速度计测量了结构的模态参数。基于实验结果，利用NASTRAN SOL 200对有限元模型进行修正。研究发现，采用新方案的模态修正成功实现了焊接结构有限元模型与实验模型的匹配，验证了所提新方案具有较高的准确性和效率。

    关键词： 有限元分析、初始应力、实验模态分析、模型更新

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE传感器会议 - 加拿大魁北克省蒙特利尔（2019.10.27-2019.10.30）] 2019年IEEE传感器会议 - 基于复合膜的光纤布拉格光栅压力传感器用于压力测量

    摘要： 报道了一种基于光纤的压力传感器研发成果，该传感器采用光纤布拉格光栅（FBG）和玻璃纤维增强聚合物膜片，适用于空气动力学应用。FBG共粘合在膜片表面，用于测量施加压力导致膜片偏转所产生的应变。该传感器在0至35千帕范围内展现出56.7皮米/千帕的高灵敏度，最小分辨率达21帕。研究对比并讨论了数学模型输出结果、有限元分析结果与实验数据。

    关键词： 玻璃纤维增强聚合物，有限元分析，光纤布拉格光栅，光学压力传感器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于有限元分析的硅光伏组件接线盒热机械应力分布研究

    摘要： 与接线盒内部热量集中和热机械应力相关的电气故障是光伏（PV）模块的主要失效模式之一。在恒定电流稳态条件下，对采用部分72片硅电池光伏面板的三种灌封接线盒进行了建模。通过散热测试验证了温度分布结果。研究发现：当单个二极管处于导通状态时，在25℃环境温度和11A电流条件下，分体式接线盒表面温度分布最高，比其他两种类型高出近15℃；当三个二极管工作时，另外两种内置三极管的接线盒会出现剧烈发热。内部温度分布表明，更大的尺寸和更多的铜覆盖层有助于改善散热效果。随后基于稳态条件进行了热机械应力分析，结果显示I型接线盒侧壁存在应力集中，而其他两种类型对接线盒背板产生显著影响。

    关键词： 热机械应力、温度分布、接线盒、光伏（PV）、有限元分析

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第25届自动化与计算国际会议(ICAC) - 英国兰开斯特(2019.9.5-2019.9.7)] 2019年第25届自动化与计算国际会议(ICAC) - 激光熔覆45钢温度场仿真与实验分析

    摘要： 为探究激光熔覆过程中温度场变化对熔覆层质量及基体变形的影响，采用ANSYS有限元分析软件中的APDL参数化设计语言建立激光熔覆工艺模型并进行熔覆过程仿真。通过动态模拟熔覆过程中的冷却阶段温度场分布，并在相同工艺参数下开展实验验证与对比。结果表明：当激光功率1800W、送粉速率20g/min、扫描速度8mm/s时，单道熔覆层成形质量最佳。熔覆仿真过程中熔池温度及时序曲线峰值温度基本恒定，温度场呈稳态分布；熔覆后熔覆层温度向两端扩散，冷却过程中温度场变化逐渐减弱并处于非稳态，且随冷却时间延长温降梯度逐渐减小。在相同工艺参数下进行温度场冷却分析，实验结果与仿真结果的误差小于10%，高度吻合，对实际实验具有重要指导意义。

    关键词： 温度场、有限元分析、激光熔覆

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一维金等离子体光栅作为高效气体传感器的建模

    摘要： 本文报道的气体传感器由玻璃基底上金(Au)薄膜构成的金属光栅传感芯片组成，该结构已通过有限元分析(FEA)进行建模。金以水平纳米条带形式分层排列，其间距为被称为狭缝宽度的周期性纳米级间隙。横向磁场(TM)光从基底侧垂直入射至金属薄膜。针对不同物理特性提取了零阶衍射的透射损耗光谱。通过将狭缝宽度设为周期的一半，优化了多种周期与狭缝宽度的组合。在最佳几何参数下获得的折射率灵敏度值得关注，在660纳米空间周期时达到599(nm/RIU)。远场和近场分析验证了这一新颖理论结果。本报告提出的设计具有重要价值，因其工作波长范围位于可见光区——大多数实际光谱仪的工作波段。此类传感器可用于工业领域检测有毒气体及大气中的有害金属颗粒。

    关键词： 共振、气体传感器、表面等离子体共振、有限元分析（FEA）、灵敏度

    更新于2025-09-12 10:27:22