基于THz-QCL自混合干涉的运动传感

基于自混合干涉效应的太赫兹量子级联激光器(THz-QCL)相干测量系统是一种极其灵敏的传感系统。相比于传统的激光测速技术,自混合干涉具有光路自准直、无需额外光电探测器和混频器等优势,使系统的结构更加紧凑;而且,使用太赫兹波进行相干测量,有望提升测速上限。本文采用THz-QCL的自混合干涉技术,研究了系统对于两独立运动目标物的非线性动力学响应特性,给出了自混合信号的多普勒频谱,并通过频谱分析,获得了两目标物的运动速率及方向。研究结果证实了利用THz-QCL自混合干涉系统对目标物进行运动传感的可行性,为高速运动的多目标物测速提供了新的技术手段。     

环形束激光熔覆CuPb10Sn10减摩涂层组织性能调控

目的 为了从原理上改良汽车关键零部件特定表面的减摩性能,提出环形激光熔覆高质量CuPb10Sn10铜合金异质涂层提升零部件耐磨减摩性能的方法。方法 设计单层熔覆、顶部重熔、逐层重熔3种制备方案,采用环形束激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备熔覆层。分析试样的表面形貌、孔隙率、物相构成,并分析熔覆层–基材的结合强度及耐磨减摩效果。结果 基于环形激光熔覆单层熔覆层设计的逐层重熔和顶部重熔制备工艺方法均能在42CrMo钢表面实现厚1mm减摩涂层的成功制备。单层熔覆在熔覆过程及环境参数改变范围内的质量提升效果有限,缺陷分布明显且难以控制;顶部重熔过程中热量分布特征导致的Marangoni效应未使熔覆质量实现有效优化,熔覆层内部孔洞、裂纹、热影响区（HAZ）等缺陷未显著减少;逐层重熔法制备的熔覆层质量大幅提升,制备过程显微组织变化过程为：不均匀网状分布–独立棒状分布–“芝麻”状分布,且发现“芝麻”状分布SPP（富铅第二相粒子）的减摩效果优于独立棒状分布SPP。熔覆层出现偏析分层,且凝固过程晶粒长大生成柱状枝晶。逐层重熔法制备的CuPb10Sn10熔覆层孔隙率不高于0.5%,摩擦因数较原始基材表面...     

板材专用液压钻床设计与参数计算

针对液压钻床在较薄板材上钻孔加工时板材位置难以确定的问题,提出一种新的板材专用的液压钻床设计,对其工作原理进行了详细叙述,且提供了主要设计参数求法。该设计已在小型液压钻床上应用,成功地解决了板材钻孔定位难度大、效率低的技术难题,设计方案具有可行性。     

变截面薄壁空心弯扭结构件激光熔化沉积成形工艺与精度研究

基于光内送粉激光熔化沉积(laser melting deposition, LMD)技术,研究变截面薄壁空心弯扭结构件的成形工艺。针对该类复杂结构件成形轨迹规划的难点,提出空间轨迹单元离散分层法对结构件进行分层并生成离散沉积单元,按设计的路径进行每个离散沉积单元的沉积。针对在实际成形过程中由于机械臂采用线段单元拟合的方式实现光滑曲线运动导致的误差,提出空间变姿态基点偏移补偿技术,对成形过程中实际姿态变化基点的位置偏移进行补偿,以此实现对尺寸误差的有效控制。最终实现变截面薄壁空心弯扭结构件的激光熔化沉积成形,成形所得结构件尺寸精度较高,形状尺寸误差在-0.44%～1.83%之间,结构件平均厚度在5.9～6.19 mm之间,结构件显微硬度在269～282.2 HV之间,结构件表面和内部皆致密均匀,无明显的气孔、裂缝等缺陷。     

激光熔化沉积AlSi10Mg温度场对显微组织性能的影响

铝合金激光吸收率低、导热率高,其激光熔化沉积（LMD）显微组织性能受温度场影响大。为分析环形束LMD铝合金熔池温度场及其影响,优化成形质量及成形件性能,采用送气保护式LMD技术,进行了AlSi10Mg铝合金成形实验,系统分析了熔池温度场的形态及其变化,以及温度场对成形质量、孔隙率、显微组织性能的影响机理。结果表明:环形束LMD铝合金熔池温度场总体形态呈开口向扫描方向的“半月牙”状,随着激光功率的增大,温度场形态愈发尖锐,其高温率、温度梯度和平均温度也相应增大。温度场平均温度的提升可增加激光吸收率,粗化显微组织,减小显微硬度,温度场显著影响成形件孔隙率从而改变拉伸性能。最终在平均温度为857.7 ℃时降低孔隙率至2.1%,得到抗拉强度为305.6 MPa,延伸率为5.7%,高出铸件52.5%,为LMD铝合金温度场及显微组织性能控制提供了理论指导。     

太赫兹自混合干涉成像景深扩展技术

太赫兹波在生物学和危爆物检测等领域有广泛的应用前景，但其在成像上会受到探测器灵敏度的限制。搭建一套基于太赫兹量子级联激光器的自混合相干成像系统，将全息成像技术与自混合干涉测量相结合，实现太赫兹波段的大景深成像。利用自混合收发一体的特性，在不同偏焦程度下，对分辨率板上每毫米2个线对的区域进行二维成像，在偏焦56倍波长条件下得到与焦平面处相同的图像对比度。