基于时空结合的道路交通事故的黑点判别方法

为精准识别道路交通事故黑点,辅助交通事故的防控,提出了一种基于时空结合的交通事故黑点判别方法。以时空重叠率,来衡量道路危险程度;用双曲正切函数拟合时空重叠率的累积频率;将拟合函数最小曲率半径对应的点,规定为临界值;以大于临界值的时空复合点,来判别为事故黑点;对成南(成都—南充)高速第二辖区交警大队收集的交通事故数据,进行实例研究。利用本时空结合的判别方法,从64例有效案例中,共判别出13个事故黑点。结果表明:事故频率法、累积频率曲线法、核密度分析法、时空重叠率法的碰撞预测准确率指标(CPAI)值分别为2.29、2.03、2.03、2.29,这意味着:时空重叠率法具有良好的判别准确性。时空重叠率法同时结合空间和时间维度,增加了黑点判别的可靠性。

光斑搭接率对激光清洗铝合金阳极氧化膜表面质量及耐磨性能的影响

目的研究激光清洗铝合金表面阳极氧化膜后,光斑搭接率对基材表面质量及磨损性能的影响规律。方法采用纳秒脉冲激光器清洗7075铝合金表面的阳极氧化膜,分析不同激光光斑搭接率(20%~60%)对材料表面形貌、元素含量、表面粗糙度、显微硬度、残余应力和耐磨性的影响,通过研究激光清洗后7075铝合金的表面特征,探究激光光斑搭接率对铝合金表面耐磨性的影响规律。结果随着光斑搭接率的减小,被清洗表面的显微硬度、粗糙度均呈现先减少后增大的趋势,残余应力呈现下降趋势。当光斑搭接率为46.7%~60%时,试样表面存在烧蚀形成的凹坑,导致粗糙度增大。当光斑搭接率为20%时,氧元素的含量较高,氧化膜去除不完整,达不到清洗要求。当激光光斑搭接率为33.3%时,激光清洗能够有效去除7075铝合金表面的阳极氧化膜,并会形成粗糙度较小、显微硬度较大的熔融热氧化层。结论经不同光斑搭接率清洗后,清洗表面磨损机制主要以磨粒磨损和剥层磨损为主,在光斑搭接率为33.3%时,表面清洗效果较好,同时清洗后的表面生成的熔融热氧化层可以提高耐磨性,此时样件表面磨损量达到最低值,这为铝合金清洗后重新使用提供了可行性。

脉冲激光焊缝的焊点重叠率与凝固特征关系的研究

采用SW-500型Nd:YAG固体脉冲激光器对厚度1.0 mm的M170P汽车用薄钢板进行了焊接性试验。研究了脉冲激光工艺参数对焊缝表面脉冲激光焊点重叠率的影响,分析了焊缝的凝固特征。结果表明,焊缝表面脉冲激光焊点的重叠率主要受焊接速度和脉冲频率的影响,当脉冲激光焊点重叠率为70%左右时,焊缝具有良好的表面成形性。采用"适度熔透"模式形成的焊缝,其横向截面形状基本呈倒梯形,纵向截面的凝固特征线整体弯曲度较小,呈等距离分布;而采用"过度熔透"模式形成的焊缝,其横向截面形状呈双曲线形或梯形,纵向截面凝固特征线中间的弯曲度较大,类似鳞片状分布。

电子束扫描对金属表面温度场的影响

电子束用于金属表面抛光,能有效去除金属表面的微缺陷,提高材料性能,从而延长工件的使用寿命。采用低功耗的赝火花放电装置可产生高频高密度的电子束,用于金属表面处理。然而,入射电子束能量的非均匀分布和扫描过程中工艺参数的不合理选择等会导致金属表面层上的温度场不均匀,进一步可能导致工件中产生残余应力,影响抛光后的表面质量。利用APDL对电子束抛光过程中的工件表面温度场进行了仿真分析。在考虑束源能量不均匀的情况下,分别研究了扫描过程中的束源功率、束斑重叠率和扫描次数三个主要工艺参数对表面温度场的影响,这将有利于获得更优的工艺参数组合,从而获得更好的表面质量和更高的加工效率。

光斑搭接率对GH3030合金表面积碳及氧化物清洗质量的影响

采用200 W的纳秒脉冲光纤激光器对GH3030镍基高温合金表面积碳及氧化物进行了激光清洗实验研究,分析了激光光斑搭接率对清洗表面形貌、元素成分、相组成、表面粗糙度以及显微硬度的影响。结果表明:随着激光光斑搭接率从58.33%增大至70.83%,碳元素和氧元素含量均呈现先降低后升高的趋势,镍元素含量则先升高后降低,表面粗糙度先减小后增加。当光斑搭接率为66.67%时,碳元素和氧元素含量均下降到最低值,分别为5.01 wt%和1.40 wt%。同时,镍元素含量达到峰值,为72.96 wt%,表面粗糙度Ra减小至0.229μm,Rz减至1.47μm。改变激光光斑搭接率不会对GH3030高温合金的表面显微硬度产生显著影响。

二维振镜超快激光高精加工球面等角螺旋槽研究

为解决动压气浮轴承球面螺旋槽加工难度大的问题,提出一种基于Bézier曲面分割法的光斑重叠率补偿方法。通过研究平均功率、扫描速度、离焦量对TN85金属陶瓷激光刻蚀深度和宽度的影响,确定优化参数;采用1064 nm波长的皮秒激光配以二维x-y扫描振镜,在TN85金属陶瓷球面上完成了粗糙度Ra约为65 nm、深度为(4±1)μm、高度落差为4.5 mm的12条圆周分布螺旋槽阵列加工,加工时间小于10 min。所提方法实现了激光二维振镜对曲面螺旋刻槽深度可控的高精加工,兼顾精度效率,具有良好的工程化应用优势和发展前景。

光斑重叠率对飞秒激光硅材料表面着色的影响

研究了光斑重叠率对飞秒激光硅材料表面着色的影响。实验结果表明:飞秒激光在硅材料表面着色是由于在其表面诱导出了周期纳米条纹结构;在飞秒激光功率一定的情况下,较高和较低的光斑重叠率都不能实现着色;在选定激光功率范围内,光斑重叠率越大,呈现的颜色越丰富,着色效率越高。另外反射率的测量结果表明着色后样品在可见光范围内反射率下降了50%左右。得到了飞秒激光硅材料表面着色的参数窗口,为飞秒激光半导体着色的推广提供了技术参考。

激光喷丸参数对7075铝合金残余应力分布影响规律的数值分析

为了研究不同激光喷丸参数对残余应力分布的影响规律,较快获取期望的残余应力分布,通过利用有限元软件ABAQUS对激光喷丸过程进行数值模拟,完成了7075航空铝合金靶材在不同冲击波峰值压力、冲击次数、光斑大小及搭接率等工艺参数下的数值模拟。模拟结果表明:随着峰值压力的增加,材料表面残余压应力也增加,当峰值压力增大到一定值时,材料表面残余压应力达到最大;当峰值压力一定时,材料表面及内部残余压应力随光斑大小及冲击次数的增加而增加;随着光斑搭接率的增加,材料表面残余压应力增大,且随着搭接率的增加,表面残余压应力的波动逐渐减小。

基于双向光斑重叠率调控的耦合激光抛光碳化硅陶瓷的表面质量研究

采用多光束耦合纳秒激光对SiC陶瓷进行抛光试验研究,研究了耦合激光的双向光斑重叠率(δ)和能量密度(ED)对抛光表面质量的影响。使用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪以及拉曼光谱仪等仪器观测表征了SiC陶瓷抛光前后的表面形貌、表面粗糙度、元素分布以及物相变化等。结果表明:随着δ和ED的增加,激光抛光表面出现重铸层,重铸层的拉曼光谱曲线含有Si的特征峰;当耦合激光的δ为75%、ED为4.254 J/cm^(2)、扫描次数为2时,抛光表面粗糙度(Ra)降至0.73μm;当δ和ED过大时,抛光表面易在孔隙附近出现微裂纹,并向周围延伸。