激光清除输电线路异物时异物烧蚀特性分析

利用高能激光清除输电线路缠绕异物的方法取得了 较好的使用效果。以5种典型输电线路异物 材料为研究对象,建立有限元仿真模型,分析激光烧蚀异物的温度分布及其微观变化规律, 并进行了激光 烧蚀实验。结果表明,激光照射异物时,异物中心到边缘温度逐渐降低,高温的中心部分先 熔化,低温部 分热量积累使温升至熔点熔化,形成“V”形凹坑。在激光加热异物的过程是周向和纵深方 向同时发展的, 且纵深方向发展快于周向的发展速度。激光功率达到200 W时,可以 清除绝大部分有色异物,亮白色异物 也可被清除,激光清除异物的效率在1mm/s至2mm/s之间,激光清除异物的效率较高,此研 究成果为激光 应用于清除输电线路缠绕异物工作提供了重要依据。     

振镜扫描激光清除电网异物数值仿真研究

针对振镜激光清除高压输电线异物二维扫描技术扫描不均匀的问题,结合振镜的扫描原理,通过简单的扫描理论推导和Matlab仿真分析,利用COMSOL有限元对激光扫描轨迹进行仿真模拟。设计X-Y检流计振镜扫描进行区域全覆盖扫描,得出X-Y检流计振镜扫描存在矩形失真特性,故通过三角函数变换的思路进行补偿修正,修正后的扫描轨迹效果较好,由上到下逐行扫描,且扫描较为完整,不存在漏扫。为实现振镜式激光光斑区域全覆盖扫描,进行扫描路径设计理论推导和仿真。结果表明：随着扫描线距的增加,漏扫率逐渐增大,重叠率逐渐减小;当扫描线距与光斑半径相等时,光斑恰好没有重叠区域,重叠率为0,漏扫率为27.37%。通过COMSOL有限元对光斑轨迹扫描进行仿真,进一步说明了所提扫描方法的可行性和正确性,在振镜激光扫描系统中有着重要的参考价值。     

激光清除技术

1　引言　　近几年 ,随着原子能设施的老化 ,人们开始考虑设施的更新及废弃物的处理。这些设施的构件有可能在表面附着低能量的放射性物质。如能将这些放射性物质去除再统一处理 ,就能大大提高处理废弃物的效率。这种做法能使放射性物质减容 ,对环境保护极为重要。使用激光进行表面清除的技术 ,随着激光技术的发展 ,已取得了进展 ,在技术上得到认可 ,包括超音速战斗机表面附着物的清除、古典名画的表面清洗、重要古建筑物表面污染物的去除等。这些技术能够将附着在表面的顽固且复杂的污染物质在几乎不影响其纤细基板的情况下加以清除。将这…     

高压输电线聚合物激光清除系统设计与实验研究

高压及特高压电网是电力系统中进行远距离大规模电能输送的重要物理传导网络。输电线路暴露在自然环境中,常被塑料等非金属异物缠绕,易造成重大供电安全事故,故须清除异物。为安全、快捷的清除高压输电线上的异物,本文分析研究了激光清除聚合物的原理,设计了高压输电线异物激光清除系统,搭建了实验装置,并对七种常见输电线异物进行了清除实验研究。实验结果表明,本文设计的激光清除设备可对高压输电线上常见的异物进行有效清除,结构简单,安装调试容易,便于操作,易于实现远距离、完全非接触清除,对光缆实现了完全无损,且具有高效、快捷、安全性高等优点,对大部分异物的清除仅需不到3 s时间。     

高压输电线异物激光清除三维仿真研究

激光以其优异的性能在输电线路异物清除领域具有广阔的应用前景。为了安全、高效地清除输电线异物,须对激光与异物组织的作用机理进行研究。本文分析讨论了激光与尼龙材料的热作用机理,建立了激光束切割尼龙材料的三维数值仿真模型,仿真研究了不同激光移动速度和光斑尺寸下尼龙材料三维动态烧蚀形貌,分析研究了激光移动速度和光斑尺寸对材料烧蚀深度的影响趋势。结果表明,激光功率和光斑尺寸一定时,材料烧蚀的最高温度和烧蚀深度与激光移动速度成反比;激光功率和移动速度一定时,材料烧蚀的最高温度和烧蚀深度与光斑尺寸成反比。当激光功率为100W、光斑半径1cm时,烧蚀过程中不发生明火的激光最小移动速度为05cm/s。当激光移动速度为2cm/s、功率为100W 时,不发生明火的光斑最小直径为03cm。     

激光功率密度对板料激光冲击成形性能的影响

为了研究激光功率密度对铝合金板激光冲击成形性能的影响,采用数值仿真的方法,选用不同激光功率密度对铝合金板进行激光冲击成形数值模拟,获得不同激光功率密度与冲击次数下的板料成形极限,并对不同激光功率密度冲击下板料的成形深度、厚度及应力分布进行了分析。结果表明,板料在中心处容易发生破裂;板料的成形极限与激光功率密度大小成反比,而与激光冲击次数成正比;通过合理选择激光功率密度和冲击次数可提高铝合金板的成形性能。     

激光传输模型与仿真研究

激光在大气中的传输特性关系到激光武器的作战效能,是激光对抗装备试验鉴定的主要测试参数.粗略地分析了影响激光功率密度变化的因素,进而给出了激光在不同气候长期保持下的犬气传输模型,最后给出了相关的仿真程序流程,并利用已有的试验数据对模型中的相关参数进行修正,为科学评价激光对抗装备打下了良好的基础.     

瓷质绝缘子激光清洗温度场研究

绝缘子积污会影响其电气绝缘性能,严重时会发生污闪事故,严重威胁电网的安全稳定运行.基于Nd:YAG 1064 nm脉冲激光清洗绝缘子污秽的方法,通过建立激光清洗绝缘子污秽的有限元仿真模型并开展计算,讨论了激光清洗绝缘子污秽过程中温度场的分布特性.污秽层表面激光光斑中心点温度最高,激光平均功率密度为200 W/cm2时,...     

材料性能参数与板料激光弯曲成形角度的相关性研究

板料激光弯曲成形是一种柔性、无模成形新工艺，它通过激光扫描金属板料所导致的非均匀热应力使板料产生塑性变形。材料的性能参数(包括力学性能与热物理性能)对激光弯曲成形的影响很大，通过三维热机耦合有限元仿真研究了材料性能参数与板料激光弯曲角度之间的相关性，研究表明，小弹性模量、低屈服强度的材料容易产生大的弯曲变形。热膨胀系数与弯曲角度之间成正比关系，当热膨胀系数趋于零时，弯曲角度也趋于零。小的热传导系数有利于形成大的温度梯度，从而使板料产生大的弯曲变形；比热越小，加热区内材料的温升越大，使板料容易弯曲变形。     

Fe-Ni恒弹合金激光冲击力学性能异化现象研究

为了研究激光冲击金属材料后,光斑中心区域材料力学性能异化现象,采用钕玻璃脉冲激光器产生的高能脉冲激光冲击强化型Fe-Ni恒弹合金(Ni42CrTiAl)材料。冲击后采用X射线应力仪对恒弹合金试样冲击区域表面进行了X射线衍射分析,测试了冲击区域残余应力分布情况。结果表明,在试样冲击区域产生了很高的残余压应力,且在光斑中心区域,残余应力值要略小于中心周围区域,出现了力学性能反弹现象。采用有限元模拟软件对冲击试验进行有限元模拟,进一步研究冲击诱导的残余应力分布情况;得到冲击区域有很高的残余压应力分布,且光斑中心区域的残余应力值小于其周围区域,模拟结果与测量结果一致。从冲击波运动、反射与逆向作用角度,探索了冲击区域中心出现的材料力学性能反弹现象的形成机理。这一结果对优化激光冲击强化过程和激光参量的选择是有帮助的。     

金属材料脉冲激光辐照瞬态温度场数值模拟研究

为了研究脉冲激光辐照金属材料时温度场的变化,采用有限元模拟软件对激光辐照材料的过程进行了模拟。得到了激光辐照过程中,材料表层及内部的瞬态温度场的变化情况。结果表明,在脉冲激光辐照金属材料过程中,激光热作用时间很短,热影响区仅限于激光光斑作用区域的材料表层。     

基于RLS算法实现激光陀螺抖动信号剥除

为了减小陀螺输出数据的时延,以满足机械抖动激光陀螺在快速跟踪中的应用,基于递归最小二乘(RLS)自适应滤波技术实现了激光陀螺抖动信号的剥除。首先对RLS自适应对消去抖算法进行了理论分析,其次通过通用串行总线接口将A/D采集的抖动反馈信号和激光陀螺计数脉冲信号传至上位机,最后基于MATLAB编写了RLS自适应程序,实现了激光陀螺抖动信号的剥除。剥除后的陀螺信号再经过11阶的有限脉冲响应滤波器和陀螺输出直接经过31阶的滤波器剩余的脉冲数基本相当,而时间延迟却明显减小。结果表明,该算法具有较快的收敛速度且能够有效去除激光陀螺计数脉冲中的抖动成分。     

基于全息技术的激光透射塑料焊接研究

介绍了激光透射塑料焊接及全息技术的基本原理,提出了一种基于全息原理的激光同步焊接技术。为了达到塑料微小焊缝的同步焊接,采用干涉方法记录下预知焊缝特征形状,再利用衍射方法使得焊缝图形特征再现,同时激光束光斑形状被调制为与预知焊缝形状相同。利用调制完成后的激光束对塑料进行同步焊接,得到理想焊缝与预知焊缝形状相同的结果。结果表明,此项技术适用于焊缝图形小且复杂的场合。     

激光制导武器致盲干扰技术的仿真研究

在激光制导武器弹道仿真系统的基础上进行了软件的二次开发,建立了强激光作用下的四象限探测器制导信号输出的数学模型,研制出了致盲干扰下的激光制导武器弹道仿真系统.以激光制导炸弹为研究对象,比较了干扰前后炸弹的制导电压、制导误差角和弹道,研究了激光致盲干扰对激光制导武器作战效果的影响.最后给出了弹着点和目标的距离与干扰机和目标相对位置之间的关系.     

同轴型激光器焊后偏移的理论与实验研究

为了研究同轴型激光器激光焊接产生的焊后偏移(PWS),采用基于有限元热-结构耦合理论的分析方法,建立了同轴型激光器3束激光焊接模型,分析了激光焊接工艺参量对焊后偏移的影响规律,并进行了激光锤校正实验研究,获得了同轴型激光器激光焊接前后及校正后的耦合光功率值。结果表明,同轴型激光器的焊后偏移受到3个焊点功率分布和位置分布等因素的影响;耦合光功率在激光锤校正后整体呈上升趋势,最大耦合光功率可恢复至94%,有限元仿真分析对PWS的方向预测合理。这一结果对激光焊接同轴型激光器的生产具有一定的指导意义。     

铝合金板激光冲击变形实验及有限元模拟

为了研究金属板料在脉冲激光辐照下的响应、激光冲击下板料的变形特性、激光脉冲能量对金属板料变形量的影响以及脉冲激光光斑内冲击波压力的分布情况,采用高功率钕玻璃激光系统对LD31板进行了单次冲击变形实验,同时利用有限元软件ABAQUS对板料变形过程进行了模拟。结果表明,激光冲击条件下板料变形时呈现粘塑性性质;激光脉冲能量是影响板料变形量的主要因素,且板料变形大小随脉冲能量的增加呈非线性增大;激光冲击时激光光斑作用区域内冲击波压力并不是均匀分布,而是沿径向减小。