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机械工程专业人才培养方案的对比研究——以麻省理工学院、清华大学和华侨大学为例 被引量：4
1
作者 姜峰 徐西鹏 +3 位作者 黄辉 李远 郭桦 言兰 《教学研究》 2018年第4期19-26,112,共9页
通过对麻省理工学院、清华大学和华侨大学机械工程专业的培养方案的深入剖析,建立了多个学年的课程联系图谱,对比分析3个高校课程设置的特点,并对课程设置的合理安排提出建议,对机械工程专业人才培养方案的制定和修订有一定的借鉴意义。
关键词 培养方案 教学计划 机械工程专业 麻省理工学院 清华大学 华侨大学
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微生物去除加工晶体铜的表面质量实验研究
2
作者 徐洪烟 黄辉 林炜民 《工具技术》 北大核心 2024年第3期49-54,共6页
通过跟踪微生物去除加工两类不同晶粒尺寸纯铜的表面粗糙度和表面形貌的变化规律,研究了微生物去除加工表面的形成机理。结果表明,纯铜加工表面质量会随着微生物去除加工时间的增加而变差,晶粒粒度会对其微生物加工表面质量产生影响;不... 通过跟踪微生物去除加工两类不同晶粒尺寸纯铜的表面粗糙度和表面形貌的变化规律,研究了微生物去除加工表面的形成机理。结果表明,纯铜加工表面质量会随着微生物去除加工时间的增加而变差,晶粒粒度会对其微生物加工表面质量产生影响;不同的工件原始表面质量对微生物去除加工初始阶段的表面质量有明显影响;前期机械加工所形成的划痕会随着微生物去除加工而逐渐变小,当机械作用表面被去除后,影响微生物加工表面质量的主要因素是工件的晶界及亚晶界。 展开更多
关键词 微生物去除加工 晶体铜 表面质量 晶粒粒度
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材料去除过程中Rehbinder效应的研究进展
3
作者 邱天 言兰 +4 位作者 王福增 谢鸿 税妍 张涛 姜峰 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期59-74,共16页
精密机械加工过程中,利用Rehbinder效应对工件表面特性的影响,可以更好地控制零件表面质量。不同工程材料的Rehbinder效应的微观表现形式有所差异,但宏观结果都是降低工件表面硬度,使材料去除过程更容易进行。回顾了Rehbinder效应概念... 精密机械加工过程中,利用Rehbinder效应对工件表面特性的影响,可以更好地控制零件表面质量。不同工程材料的Rehbinder效应的微观表现形式有所差异,但宏观结果都是降低工件表面硬度,使材料去除过程更容易进行。回顾了Rehbinder效应概念的提出和发展过程并对其内涵和应用范围进行了阐述,为加工过程中的材料去除方法提供思路,对材料表面完整性的形成具有指导意义。列举了近年来科研人员对Rehbinder效应的相关研究成果,分析对比其在硬脆材料和塑性材料加工过程中的表现形式和微观作用机理,总结Rehbinder效应的影响因素,如极性分子的吸附活性、工件材料的晶粒尺寸等。揭示了Rehbinder效应中极性分子的吸附作用,以及吸附作用后的扩散、位错和间隙三种促进机制,并综述离散元法、有限元法和分子动力学等数值仿真方法对宏观尺度和微观尺度Rehbinder效应机理的研究。Rehbinder效应可以看作是一种对加工表面的改性机制,研究Rehbinder效应作用下的表面活性剂与被加工表面的匹配机制是提高材料表面完整性的关键,对推动精密制造工艺的发展有重要意义。 展开更多
关键词 材料去除 Rehbinder效应 机械加工 数值仿真
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碳化硅衬底磨抛加工技术的研究进展与发展趋势
4
作者 罗求发 陈杰铭 +1 位作者 程志豪 陆静 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期140-152,共13页
碳化硅衬底难加工的材料特性叠加其大尺寸化、超薄化的放大效应,给现有的加工技术带来了巨大的挑战,高效率、高质量的碳化硅衬底加工技术成了当下的研究热点.本文综述了碳化硅衬底机械磨抛加工技术和化学反应磨抛加工技术的研究进展,对... 碳化硅衬底难加工的材料特性叠加其大尺寸化、超薄化的放大效应,给现有的加工技术带来了巨大的挑战,高效率、高质量的碳化硅衬底加工技术成了当下的研究热点.本文综述了碳化硅衬底机械磨抛加工技术和化学反应磨抛加工技术的研究进展,对比各类磨抛技术的特点,指出碳化硅衬底磨抛加工技术面临的挑战和发展趋势,以期为大尺寸碳化硅衬底的高质量、高效率、低成本加工提供新的思路和方法. 展开更多
关键词 碳化硅 表面粗糙度 机械磨抛技术 化学反应磨抛技术 多能场辅助磨抛技术
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氧化石墨烯增强海藻酸钠——金刚石膜片机械强度研究
5
作者 周菁 陆静 《安阳工学院学报》 2024年第2期44-48,共5页
利用溶胶-凝胶(SG)技术制备氧化石墨烯增强的海藻酸钠-金刚石膜片。采用光学显微镜、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等对膜片进行了研究,通过电子万能试验机对膜片的机械强度进行了测量,并分析了膜片拉伸样条的断口形貌。结... 利用溶胶-凝胶(SG)技术制备氧化石墨烯增强的海藻酸钠-金刚石膜片。采用光学显微镜、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等对膜片进行了研究,通过电子万能试验机对膜片的机械强度进行了测量,并分析了膜片拉伸样条的断口形貌。结果表明,金刚石粉末、海藻酸钠和氧化石墨烯能够混合在一起;当氧化石墨烯的浓度为0.05wt.%时,加入氧化石墨烯的海藻酸钠-金刚石膜片的拉伸强度比纯海藻酸钠-金刚石膜片提高了63.13%;对于未加入石墨烯的膜片断口出现毛糙分层现象,而加入石墨烯的膜片断口呈现较为整齐的断面。 展开更多
关键词 膜片 溶胶-凝胶技术 氧化石墨烯 增强
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蓝宝石衬底湿法清洗工艺研究
6
作者 吴国安 胡中伟 +3 位作者 王振 徐翊翔 李瑞评 谢斌晖 《清洗世界》 CAS 2024年第3期49-52,共4页
蓝宝石衬底作为LED芯片衬底,不仅要求具有较高的面型精度和表面质量,而且对衬底表面清洁度也有严格要求。实验以抛光后的蓝宝石衬底为对象,首先分析了抛光后的蓝宝石衬底表面污染物主要元素。随后开展抛光后的蓝宝石衬底的单因素湿法清... 蓝宝石衬底作为LED芯片衬底,不仅要求具有较高的面型精度和表面质量,而且对衬底表面清洁度也有严格要求。实验以抛光后的蓝宝石衬底为对象,首先分析了抛光后的蓝宝石衬底表面污染物主要元素。随后开展抛光后的蓝宝石衬底的单因素湿法清洗实验,研究了清洗剂浓度、清洗温度和清洗时间对污染物去除率的影响。最后通过开展正交实验,获得最佳清洗工艺参数。优化后的清洗工艺可有效提升蓝宝石衬底的表面清洁度和清洗效率。 展开更多
关键词 蓝宝石衬底 湿法清洗 清洗剂浓度 正交实验
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微量润滑技术代替切削液的工程应用研究 被引量：6
7
作者 税妍 赵琦 +3 位作者 邓亚弟 薛强 姜峰 言兰 《工具技术》 北大核心 2021年第2期28-33,共6页
以实际工况为背景,对比分析了微量润滑和切削液浇注对刀具寿命的影响,优化了切削工艺参数和微量润滑功能参数,使微量润滑条件下的刀具寿命接近切削液浇注条件下的刀具寿命。此外,对微量润滑技术使用过程中的空气颗粒物进行测量,发现空... 以实际工况为背景,对比分析了微量润滑和切削液浇注对刀具寿命的影响,优化了切削工艺参数和微量润滑功能参数,使微量润滑条件下的刀具寿命接近切削液浇注条件下的刀具寿命。此外,对微量润滑技术使用过程中的空气颗粒物进行测量,发现空气颗粒物浓度上升了127%,建议使用空气过滤器等方式加强劳动安全防护。 展开更多
关键词 微量润滑 切削液 刀具寿命 参数优化 劳动安全防护
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增材制造中滚筒铺粉工艺参数对尼龙粉体铺展性的影响研究 被引量：8
8
作者 张江涛 谭援强 +2 位作者 纪财源 肖湘武 姜胜强 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2416-2426,共11页
铺粉工艺是基于粉床的增材制造(additive manufacturing,AM)技术中的关键工序之一.滚筒铺粉工艺参数包括铺粉层厚H,滚筒直径D,滚筒的旋转速度ω和平移速度V,对增材制造工艺中的粉体铺展性具有重要影响.本文以尼龙粉体为研究对象,采用离... 铺粉工艺是基于粉床的增材制造(additive manufacturing,AM)技术中的关键工序之一.滚筒铺粉工艺参数包括铺粉层厚H,滚筒直径D,滚筒的旋转速度ω和平移速度V,对增材制造工艺中的粉体铺展性具有重要影响.本文以尼龙粉体为研究对象,采用离散元法(discrete element method,DEM)模拟其滚筒铺展过程,建立沉积分数、覆盖率和沉积速率3个铺展性指标.采用中心复合设计(central composite design,CCD)生成30组仿真案例,通过响应曲面法(response surface methodology,RSM)拟合了3个铺展性指标的回归模型.采用方差分析证明了回归模型的准确性和预测的有效性,并详细分析了工艺参数对粉体铺展性指标的影响规律.结果表明,铺粉层厚H是最大的影响因素,平移速度V是次要的影响因素,滚筒直径D和滚筒的旋转速度ω对粉体铺展性指标影响较小,HV和DV为影响粉体铺展性指标的主要交互因素.以3个铺展性指标为优化目标,采用期望值法对滚筒铺粉工艺参数进行多目标优化,获得了预测的最优铺粉工艺参数和粉体铺展性指标组合,并通过实验验证了粉体铺展性指标的预测结果与实验结果吻合良好.本文的研究结果可指导增材制造中滚筒铺粉工艺参数的优化. 展开更多
关键词 增材制造 粉体铺展性 参数优化 离散元法 响应曲面法
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采用数值仿真实验的“透光”镜制造原理
9
作者 李卓 姜峰 +4 位作者 王福增 路冬 吴贤 黄国钦 黄辉 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第1期1-11,共11页
对“透光”镜造型进行检测分析,探明“透光”现象的关键原因为镜面整体上凸,镜面存在微观结构.对镜体材质、铸造残余应力、研磨量和研磨方式等关键因素进行分析,逐步探明制镜工艺特点.以ABAQUS软件为平台,通过数值仿真实验分析镜面研磨... 对“透光”镜造型进行检测分析,探明“透光”现象的关键原因为镜面整体上凸,镜面存在微观结构.对镜体材质、铸造残余应力、研磨量和研磨方式等关键因素进行分析,逐步探明制镜工艺特点.以ABAQUS软件为平台,通过数值仿真实验分析镜面研磨过程中残余应力引起的镜体变形效果.仿真结果表明:随着“透光”镜的镜面研磨去除量和去除曲率逐渐增大,镜面微观结构的高度差将逐渐增大,形貌特征将更加明显;在平面研磨过程中,随着镜体刚度逐渐下降,铸造残余应力克服镜体刚度使镜面产生拱起变形和应变差异;在曲面精磨过程中,随着镜面弯曲曲率的增大,镜体内部残余应力更易释放,镜面上的微观结构也更加明显,最终形成镜面“透光”现象. 展开更多
关键词 “透光”镜 残余应力 微观结构 数值仿真 应变
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基于工业三维检测的点云配准技术研究进展
10
作者 王水仙 邓朝晖 +1 位作者 葛吉民 刘伟 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第3期285-297,共13页
随着制造业的发展,所需零件逐渐向大尺寸、复杂形状、表面加工质量高等方向发展,且在加工过程中对零件质量进行检测是必不可少的环节。为提高质量检测的精度、速率以及自动化程度等,基于模型分析的三维检测取代了传统的手工检测和二维检... 随着制造业的发展,所需零件逐渐向大尺寸、复杂形状、表面加工质量高等方向发展,且在加工过程中对零件质量进行检测是必不可少的环节。为提高质量检测的精度、速率以及自动化程度等,基于模型分析的三维检测取代了传统的手工检测和二维检测,成了工业检测领域的重要手段。点云配准作为三维检测中的关键环节,其精度直接影响检测结果的准确性。因此,对国内外学者在点云配准技术方面的主要研究成果进行综述,从算法原理出发,将目前的配准方法归纳为传统配准方法、基于仿生群智能优化算法的配准方法和基于深度学习的配准方法。详细介绍了各类方法的特点、优缺点、典型算法及其变体,总结了点云配准的技术难点并对未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 三维检测 点云配准 仿生群智能 深度学习
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超硬磨粒可控排布砂轮研究进展 被引量：2
11
作者 陈冰 郭烨 邓朝晖 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1019-1034,共16页
在磨削加工过程中,砂轮上磨粒的分布、排布方式影响着磨粒与工件材料的相互作用形式、磨削痕迹分布次序及材料去除特性等,进而决定着磨削表面形貌、亚表面质量、磨削力等。相对于磨粒随机分布的砂轮,通过合理调整有序化砂轮表面上磨粒... 在磨削加工过程中,砂轮上磨粒的分布、排布方式影响着磨粒与工件材料的相互作用形式、磨削痕迹分布次序及材料去除特性等,进而决定着磨削表面形貌、亚表面质量、磨削力等。相对于磨粒随机分布的砂轮,通过合理调整有序化砂轮表面上磨粒的位置和分布方式,有助于使砂轮表面磨粒受力均匀、容屑空间大小合理,从而减小加工过程中的磨削力,降低磨削温度,提高磨具的寿命及磨削性能。目前,相比磨粒簇和结构化等有序砂轮,磨粒有序化砂轮的研究是发展较早、相关理论较多、相对成熟的研究方向。综述了超硬磨粒可控排布砂轮制备的研究现状,探讨了磨粒定向排布、叶序排布与其他排布超硬磨粒可控排布砂轮的理论及应用现状,展望了超硬磨粒可控排布砂轮未来的研究方向。 展开更多
关键词 磨粒可控 定向排布 磨粒叶序排布 同心圆排布
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核壳结构SiC@Ti(C,N)复合材料的制备及性能研究
12
作者 黄绍锋 甘志伟 +2 位作者 胡宁飞 陆静 李东旭 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期410-416,426,共8页
目的 碳化物陶瓷材料因优异的力学性能在精加工和切削行业具有广阔的应用前景,制备特定结构的碳化物复合材料能够改善材料的综合性能。方法 通过化学法在SiC表面包覆纳米Ti(C,N),无压烧结制备了具有核壳结构的SiC@Ti(C,N)复合材料。采用... 目的 碳化物陶瓷材料因优异的力学性能在精加工和切削行业具有广阔的应用前景,制备特定结构的碳化物复合材料能够改善材料的综合性能。方法 通过化学法在SiC表面包覆纳米Ti(C,N),无压烧结制备了具有核壳结构的SiC@Ti(C,N)复合材料。采用XRD、SEM、TEM和EDS等方法,研究退火温度和原料配比对复合材料的成分组成和微观结构的影响。通过同步热分析(TG-DSC)比较单相和复合材料抗氧化性能差异。使用显微维氏硬度计和万能材料试验机测试材料力学性能的变化趋势及原因。构建核壳颗粒致密化模型,分析复合材料的致密化机制和增韧机理。结果 随着烧结温度的升高,其显微硬度先升高后降低。随着SiC比例的增大,其显微硬度、压缩强度和断裂韧性均先增大后减小。在1250℃下,制备的原料质量比为11:1的SiC@Ti(C,N)复合材料具有最大显微硬度、压缩强度和断裂韧性,分别为3 273HV、434 MPa、4.38MPa·m^(1/2)。结论 通过比较复合材料和单一碳化物材料的力学性能发现,具有核壳结构的SiC@Ti(C,N)复合材料综合性能得到提升。纳米Ti(C,N)填充复合材料孔隙并促进致密化烧结,从而提升了复合材料的强度;通过Ti(C,N)骨架的偏转裂纹实现增韧。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷 碳氮化钛 断裂韧性 核壳结构 显微硬度 增韧机理
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磨削加工中声发射监测技术研究进展
13
作者 陈敬强 邓朝晖 +2 位作者 卓荣锦 吕黎曙 葛吉民 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期18-26,共9页
从磨削加工声发射监测原理、特征提取与选择、监测模型和监测系统开发4个方面系统地阐述了磨削加工声发射监测技术的研究现状。首先针对磨削中声发射信号源及特性进行综述,重点阐述不同磨削状态下声发射监测的原理;随后对比了磨削加工... 从磨削加工声发射监测原理、特征提取与选择、监测模型和监测系统开发4个方面系统地阐述了磨削加工声发射监测技术的研究现状。首先针对磨削中声发射信号源及特性进行综述,重点阐述不同磨削状态下声发射监测的原理;随后对比了磨削加工声发射监测中常见的特征提取与选择方法和监测模型,比较各方法的优缺点,概括了现有监测系统的开发情况;最后对以上几方面研究的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 声发射 磨削加工 信号处理 智能监测 监测系统
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飞秒激光加工CVD单晶金刚石的烧蚀特征和机理研究
14
作者 汪晖 温秋玲 +4 位作者 黄辉 黄国钦 姜峰 陆静 吴贤 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期44-58,共15页
为探究飞秒激光烧蚀金刚石的烧蚀特征及机理,进行了飞秒激光加工CVD单晶金刚石实验及温度场仿真模拟研究。研究了飞秒激光能量密度、扫描速度、扫描次数对金刚石烧蚀区内纳米结构的影响。研究表明,金刚石被加工区域出现了沿着<110>... 为探究飞秒激光烧蚀金刚石的烧蚀特征及机理,进行了飞秒激光加工CVD单晶金刚石实验及温度场仿真模拟研究。研究了飞秒激光能量密度、扫描速度、扫描次数对金刚石烧蚀区内纳米结构的影响。研究表明,金刚石被加工区域出现了沿着<110>晶向的微裂纹,在微槽边缘区域形成了周期为100~230 nm的纳米条纹,微槽中心区域形成了周期为460~640 nm的纳米条纹,且纳米条纹的形貌与激光加工参数密切相关。通过实验获得了金刚石的烧蚀阈值为3.20 J/cm^(2),且当激光能量密度为24.34 J/cm^(2)时,金刚石的烧蚀速率为44.8 nm/pulse,材料去除率为4.34×10^(−10)g/pulse。拉曼检测发现,微槽底部的金刚石发生了石墨化,理论计算的石墨层厚度为11.1 nm。根据不同激光能量密度下拉曼峰的频移计算飞秒激光辐照后金刚石微槽内的残余应力,当激光能量密度增加至24.34 J/cm^(2)时,残余拉应力增大至1389 MPa。温度场仿真结果表明,飞秒激光加工金刚石的材料去除主要是以金刚石升华为主,且飞秒激光辐照能量大多集中在金刚石的表层,几乎不会通过热传导扩散到金刚石内部。 展开更多
关键词 飞秒激光烧蚀 CVD单晶金刚石 纳米条纹 烧蚀速率 石墨化 残余应力 温度场
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金属切削仿真的驱动模型及其耦合机制研究
15
作者 郭必成 王福增 +1 位作者 黄辉 姜峰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4102-4118,共17页
针对目前金属切削仿真存在的精度问题,提炼了典型数值仿真算法及其耦合过程的“平衡”本质问题,揭示了典型数值仿真算法中产生温度—应力耦合以及温度—热物理属性耦合的本质原因。建立了影响Fe-Cr-Ni不锈钢切削仿真精度的3个仿真模型,... 针对目前金属切削仿真存在的精度问题,提炼了典型数值仿真算法及其耦合过程的“平衡”本质问题,揭示了典型数值仿真算法中产生温度—应力耦合以及温度—热物理属性耦合的本质原因。建立了影响Fe-Cr-Ni不锈钢切削仿真精度的3个仿真模型,包括本构模型、热物理属性模型和摩擦模型,并进行正交切削试验验证了仿真模型的准确性。同时,进行切削仿真试验,利用仿真结果分别说明了本构模型、热物理属性模型和摩擦模型对仿真结果的显著影响,分析了仿真过程中分别由本构模型以及热物理属性模型驱动的温度—应力耦合以及温度—热物理属性耦合作用,并依据两个耦合作用讨论了切削过程的鲁棒性。 展开更多
关键词 金属切削 仿真精度 驱动模型 耦合机制 鲁棒性
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钛合金超声冲击强化研究现状及发展趋势
16
作者 查旭明 袁智 +3 位作者 秦浩 袭琳清 张涛 姜峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期2269-2287,共19页
梳理、介绍了钛合金超声冲击强化技术的工艺原理与研究进展;统计分析了不同超声冲击工艺参数(静压力、超声振幅和滚压次数)对钛合金表面层性能的影响规律,结果表明不同工艺参数的择优对钛合金性能强化有重要影响,同时各工艺参数也会存... 梳理、介绍了钛合金超声冲击强化技术的工艺原理与研究进展;统计分析了不同超声冲击工艺参数(静压力、超声振幅和滚压次数)对钛合金表面层性能的影响规律,结果表明不同工艺参数的择优对钛合金性能强化有重要影响,同时各工艺参数也会存在优化临界值,超过临界值反而会降低其服役性能;总结了现阶段超声冲击强化技术在工程应用上面临的难点,并结合智能制造提出超声冲击强化技术未来发展方向. 展开更多
关键词 超声冲击强化 工艺参数 钛合金 服役性能
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同轴激光辅助电纺射流检测
17
作者 叶瑞芳 施哲钰 +2 位作者 孙正涛 王翔 崔长彩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期24-32,共9页
针对静电纺丝射流直径小、速度快,不易检测的难题,提出一种带同轴激光辅助的静电纺丝射流检测方法。基于光波导传输原理,激光经由光纤传导到同轴针内针出口处与纺丝射流耦合,有效增强了射流与背景的对比度。结合图像处理技术,对比分析... 针对静电纺丝射流直径小、速度快,不易检测的难题,提出一种带同轴激光辅助的静电纺丝射流检测方法。基于光波导传输原理,激光经由光纤传导到同轴针内针出口处与纺丝射流耦合,有效增强了射流与背景的对比度。结合图像处理技术,对比分析有激光辅助和无激光辅助的静电纺丝射流图像的演变规律,并在此基础上探索辅助激光的最佳功率。实验结果表明,同轴激光辅助有助于增强射流的可检测性,最适于射流检测的激光功率为4 mW;在射流稳定阶段,有光辅助下射流平均可视化长度为10.79 mm,无光辅助射流平均可视化长度为5.68 mm,有光辅助下射流可视化长度平均提升了89.81%;对于细小射流,有光辅助下射流平均可视化长度为5.36 mm,无光辅助射流平均可视化长度为3.33 mm,有光辅助下射流可视化长度平均提升了60.74%。因此,引入同轴激光能有效提高静电纺丝射流的可检测性,为微纳喷印的实时检测提供了一种新思路。 展开更多
关键词 静电纺丝 同轴激光 激光辅助 射流检测
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超精密磨削YAG晶体的脆塑转变临界深度预测
18
作者 敖萌灿 黄金星 +3 位作者 曾毓贤 吴跃勤 康仁科 高尚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-94,共11页
钇铝石榴石(YAG)晶体是制造固体激光器的重要材料,超精密磨削是加工YAG晶体等硬脆材料零件的重要方法,研究硬脆材料加工表面的微观变形、脆塑转变机理对超精密磨削加工具有重要的指导作用。为了实现YAG晶体低损伤磨削加工,获得高质量表... 钇铝石榴石(YAG)晶体是制造固体激光器的重要材料,超精密磨削是加工YAG晶体等硬脆材料零件的重要方法,研究硬脆材料加工表面的微观变形、脆塑转变机理对超精密磨削加工具有重要的指导作用。为了实现YAG晶体低损伤磨削加工,获得高质量表面,基于弹塑性接触理论和压痕断裂力学,通过分析单磨粒划擦作用下材料表面的变形过程,考虑材料的弹性回复、微观下力学性能的尺寸效应,建立了脆塑转变临界深度的预测模型,并计算得到YAG晶体的脆塑转变临界深度为66.7 nm。在此基础上,通过不同粒度砂轮超精密磨削YAG晶体试验对建立的脆塑转变临界深度预测模型进行验证,并计算不同粒度砂轮在相应工艺条件下的磨粒切深。结果表明,磨粒切深高于脆塑转变临界深度时,YAG晶体磨削表面材料以脆性方式被去除,磨削表面损伤严重;磨粒切深低于脆塑转变临界深度时,磨削表面材料以塑性方式被去除,能够获得高质量磨削表面,加工表面粗糙度达到1 nm。建立的脆塑转变临界深度预测模型能够为YAG晶体的低损伤超精密磨削加工提供理论指导。 展开更多
关键词 超精密磨削 YAG晶体 纳米压痕 纳米划痕 脆塑转变
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脆性材料亚表面损伤检测研究现状和发展趋势 被引量：11
19
作者 王宁昌 姜峰 +1 位作者 黄辉 徐西鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期170-179,共10页
脆性材料加工过程中引入的亚表面损伤,对材料的使用寿命、性能、下道工序的移除量等都有很大的影响。为了指导加工工艺,加强对加工过程的控制,对材料的亚表面损伤层的检测显得尤为重要。从破坏性检测技术和非破坏性检测技术两种不同类... 脆性材料加工过程中引入的亚表面损伤,对材料的使用寿命、性能、下道工序的移除量等都有很大的影响。为了指导加工工艺,加强对加工过程的控制,对材料的亚表面损伤层的检测显得尤为重要。从破坏性检测技术和非破坏性检测技术两种不同类型的亚表面损伤层检测方式、理论模型预测和亚表面损伤检测方法的应用效果对比四个方面进行阐述和分析,对不同的检测方式进行比较,并说明其原理、优缺点及应用范围,最后对该领域科学研究的发展现状进行了总结和今后的发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 脆性材料 亚表面损伤 破坏性检测 非破坏性检测:预测模型
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