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正弦织构化表面等离子喷涂熔滴铺展成形分析 被引量：1
1
作者 战祥华 刘衍聪 +3 位作者 伊鹏 孙嘉伟 李成凯 贾德龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期109-121,共13页
目的分析等离子喷涂熔滴在表面织构内的铺展、凝固规律,为了解表面织构化对等离子喷涂涂层结合机制的影响以提升涂层的结合强度提供理论辅助。方法基于Flow 3D建立熔滴填充微织构的数值模型,研究等离子喷涂熔滴填充正弦形织构的温度场... 目的分析等离子喷涂熔滴在表面织构内的铺展、凝固规律,为了解表面织构化对等离子喷涂涂层结合机制的影响以提升涂层的结合强度提供理论辅助。方法基于Flow 3D建立熔滴填充微织构的数值模型,研究等离子喷涂熔滴填充正弦形织构的温度场及铺展成形规律,并对比分析织构边缘凸起及织构形状的影响。同时,基于激光织构化表面等离子喷涂试验,分析不同织构对涂层形貌的影响。结果无边缘凸起织构的散热速度比有边缘凸起织构的快约0.7μs,凹坑织构的散热速度最慢,计算结束时,其最高温依然高于熔滴液相线(1728.4 K)约44.7 K。基体最高温度约1680.5 K,其主要分布于织构边缘凸起顶端、基体平面与织构内壁的拐点以及织构内壁上的凸点位置。有边缘凸起正弦织构的凝固熔滴由中间向两侧逐渐变薄,熔滴在无边缘凸起织构外部呈规则的圆盘状,凹坑织构底部存在“空腔”特征。涂层截面形貌分析发现,有边缘凸起的织构表面的涂层形貌较优,凹坑织构涂层含有较多缺陷,形貌最差。结论镍基涂层与织构化表面为机械结合。相比凹坑织构,正弦和直线织构更有利于提高涂层的质量。织构边缘凸起的存在对提高喷涂质量也是有利的。 展开更多
关键词 激光织构化 等离子喷涂 正弦织构 熔滴 数值仿真 温度场 铺展
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基于NCUT优化的岩心体视图像岩粒分割方法 被引量：3
2
作者 吴琼 刘衍聪 +3 位作者 伊鹏 刘丹 战祥华 刘拓 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期485-490,共6页
为了克服传统NCUT算法运算效率低、分割准确度和自适应性差等问题,基于岩心体视图像的特征,提出适用于体视图像岩粒分割的算法.首先将检测出的高光点的亮度值用该像素点邻域中亮度最小值代替,以消除图像高光噪声;然后采用2次分水岭算法... 为了克服传统NCUT算法运算效率低、分割准确度和自适应性差等问题,基于岩心体视图像的特征,提出适用于体视图像岩粒分割的算法.首先将检测出的高光点的亮度值用该像素点邻域中亮度最小值代替,以消除图像高光噪声;然后采用2次分水岭算法分割图像,将得到的区域映射为NCUT输入节点,以块代点减少节点数量,提高分割效率;再引入边缘梯度特征和自适应的高斯核尺度因子重新设计NCUT权值矩阵,提高分割准确度和自适应性;最后加入限制条件约束K-means初始聚类中心选择,提高NCUT聚类稳定性.实验结果表明,该算法降低了对初始参数的依赖,对岩粒有更好的分割效果,且运算时间明显缩短. 展开更多
关键词 岩心体视图像 岩粒分割 2次分水岭 NCUT
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铸铁激光熔覆片状石墨与球状石墨应力场分析 被引量：1
3
作者 范常峰 刘衍聪 +2 位作者 伊鹏 战祥华 刘本良 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第14期181-183,共3页
为减少熔覆开裂,进一步了解铸铁激光熔覆过程中结合区微裂纹萌生机制,基于激光熔覆三维热-力耦合模型,选取其中的单元建立石墨相微观模型,分析片状与球状石墨周围的应力特征。计算结果表明,片状石墨尖端存在较大的拉应力集中,极易导致... 为减少熔覆开裂,进一步了解铸铁激光熔覆过程中结合区微裂纹萌生机制,基于激光熔覆三维热-力耦合模型,选取其中的单元建立石墨相微观模型,分析片状与球状石墨周围的应力特征。计算结果表明,片状石墨尖端存在较大的拉应力集中,极易导致微裂纹萌生。球状石墨周围为高应力区,微裂纹主要产生于球墨周围,相对于片状石墨,其应力约降低50 MPa,微裂纹的萌生相对减少。 展开更多
关键词 激光熔覆 片状石墨 球状石墨 应力场
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脉冲激光加工对正弦表面织构成形性的影响研究
4
作者 战祥华 范常峰 +3 位作者 李振涛 任红伟 伊鹏 刘衍聪 《应用激光》 CSCD 北大核心 2024年第11期61-71,共11页
正弦表面织构可有效提升表面摩擦性能和涂层结合性能。为明确激光加工参数对正弦型微织构成形性的影响,采用纳秒激光器在40Cr钢表面进行了织构加工,并采用三维形貌仪、扫描电子显微镜等对正弦织构的结构参数和成形质量进行表征。分析了... 正弦表面织构可有效提升表面摩擦性能和涂层结合性能。为明确激光加工参数对正弦型微织构成形性的影响,采用纳秒激光器在40Cr钢表面进行了织构加工,并采用三维形貌仪、扫描电子显微镜等对正弦织构的结构参数和成形质量进行表征。分析了激光功率、扫描速度、脉冲频率和扫描重复次数对正弦织构成形规律的影响。结果表明,随激光功率、脉冲频率和扫描重复次数增加,或激光扫描速度降低,正弦织构的结构参数增大。正弦织构波峰和波谷位置,曲线内侧的边缘凸起尺寸大于外侧。为避免正弦织构变成离散的凹坑,扫描速度应不高于1000 mm/s;当脉冲频率控制在15~65 kHz,激光扫描重复次数控制在3~13次时,可避免正弦织构被溅射金属堵死或形成过浅的正弦织构。 展开更多
关键词 激光织构化 正弦织构 工艺参数 结构参数 成形质量
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激光熔覆层结合强度测试方法研究及装置设计 被引量：15
5
作者 刘衍聪 刘本良 +2 位作者 战祥华 刘拓 伊鹏 《应用激光》 CSCD 北大核心 2016年第6期641-648,共8页
参考复合钢板性能试验方法,利用压力试验机和自主设计的试验夹具配合测试激光熔覆层结合强度。借助有限元分析方法探究涂层结合面尺寸变化对结合强度的影响,以获得最优的强度测试试样尺寸,并通过剪切实验对试样的最优尺寸进行了验证。... 参考复合钢板性能试验方法,利用压力试验机和自主设计的试验夹具配合测试激光熔覆层结合强度。借助有限元分析方法探究涂层结合面尺寸变化对结合强度的影响,以获得最优的强度测试试样尺寸,并通过剪切实验对试样的最优尺寸进行了验证。结果表明,采用所设计的剪切试验装置配合压力试验机能够开展熔覆层结合强度的测试试验。涂层与剪切刀结合处受应力最大,是最先受到剪切破坏的位置,随着涂层结合面长度的增加其平均应力先增大后减小,被测试样结合面尺寸大于或小于3mm时均会产生较大的应力集中,使得结合面提前断裂。当熔覆层厚度为2mm、结合面长度为3mm时,为最优强度测试试样尺寸。 展开更多
关键词 激光熔覆 结合强度 应力分布 结构设计
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花岗岩表面激光破岩预钻孔工艺影响研究 被引量：10
6
作者 刘拓 王智信 +3 位作者 崔子昂 战祥华 伊鹏 刘衍聪 《应用激光》 CSCD 北大核心 2017年第4期580-585,共6页
采用高能激光束对岩石表面进行照射,通过对实验中孔径、孔深、去岩量、去岩效率等参数的测量与计算,研究激光功率及辐照时间对花岗岩预钻孔效果的影响。结果表明,随激光功率增加,破岩孔径、去岩量、去岩效率增加,孔深出现波动,钻孔速度... 采用高能激光束对岩石表面进行照射,通过对实验中孔径、孔深、去岩量、去岩效率等参数的测量与计算,研究激光功率及辐照时间对花岗岩预钻孔效果的影响。结果表明,随激光功率增加,破岩孔径、去岩量、去岩效率增加,孔深出现波动,钻孔速度变化不大;随激光辐照时间增加,破岩孔径、孔深、去岩量增加,激光钻孔速度、去岩效率明显下降。该实验条件下,激光功率越大,辐照时间越长,去岩效果越好;激光功率为1 000 W时,钻孔效果较好。 展开更多
关键词 花岗岩 激光钻孔 激光功率 辐照时间
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初始残余应力对板材激光热矫形应力场影响性研究
7
作者 孙瑞 石永军 +2 位作者 孙学明 战祥华 刘衍聪 《应用激光》 CSCD 北大核心 2018年第2期278-285,共8页
利用激光作为热源可对发生热应力变形的板材进行矫形,对于发生热变形的中厚板材,其内部不可避免的会存在初始残余应力。为研究初始残余应力对板材激光热矫形过程中应力场的影响,基于ANSYS有限元分析平台对板厚为8mm的高强钢Q345板材热... 利用激光作为热源可对发生热应力变形的板材进行矫形,对于发生热变形的中厚板材,其内部不可避免的会存在初始残余应力。为研究初始残余应力对板材激光热矫形过程中应力场的影响,基于ANSYS有限元分析平台对板厚为8mm的高强钢Q345板材热变形的激光热矫形应力应变场进行了数值模拟分析。分析结果表明,上表面初始残余拉应力较大时,在加热过程中加热区域会首先发生一定程度的拉应变。相同变形及矫形工艺条件下,初始残余应力存在情况下的矫形量小于不考虑初始残余应力情况下的矫形量,下表面残余拉应力对板材变形过程具有阻碍作用。对矫形前后板材表面应力分布变化进行分析,认为上表面激光扫描区域的初始残余应力对最终残余应力水平影响较小,而下表面的初始残余应力水平会影响其最终应力的分布情况。 展开更多
关键词 激光加工 热变形 数值模拟 初始残余应力 激光热矫形
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液压动力钳夹紧机构性能分析及结构改进 被引量：5
8
作者 战祥华 刘衍聪 +1 位作者 伊鹏 刘本良 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2015年第2期6-8,共3页
液压动力钳是油田作业中上卸油管的必要设备,操作灵活、夹紧可靠的动力钳是当前的研究重点。文章分析了传统液压动力钳和一些新型液压动力钳普遍存在的问题,特别是一些新型动力钳的打滑问题。通过对现有动力钳缺陷的分析,设计了一种新... 液压动力钳是油田作业中上卸油管的必要设备,操作灵活、夹紧可靠的动力钳是当前的研究重点。文章分析了传统液压动力钳和一些新型液压动力钳普遍存在的问题,特别是一些新型动力钳的打滑问题。通过对现有动力钳缺陷的分析,设计了一种新型的具有双层刹车机构的开口型行星爪动力钳夹紧机构。通过减小动力钳零部件变形量解决行星爪动力钳打滑的问题,并针对动力钳主要的易变形零件进行了分析计算。 展开更多
关键词 液压 动力钳 行星爪 夹紧机构 数值计算
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