摘要：利用光束变换技术得到不同光斑形状和不同强度分布的光束,可满足表面硬化所需要的硬化层均匀性等要求。激光硬化在材料表面产生的实际效果与光强分布密切相关。利用特定光强分布的光束进行激光硬化可以得到所需要的温度场及组织分布,直接影响材料表面硬化的效果。对高斯光束圆光束、平顶矩形光束、曲边矩形光束、点阵光斑等不同强度分布的激光表面硬化(LSH)技术进行了介绍。硬化层特定的硬度分布及组织结构等硬化效果是特定光强分布激光束与材料相互作用的结果,要获得所需硬化效果,则需要利用反求方法设计与硬化效果相对应的特定光强分布的光斑。给出了特定光强分布的激光表面硬化技术的发展趋势。

摘要：为了提高激光表面硬化的加工效率，可采用线状点阵分布光束取代原始单点高斯分布光束作为加工光源。利用均匀采样的Dammann光栅设计了线状点阵分布整形光束，对比了三种评价函数参数修订下的设计输出，其中一种修订方法得到较均匀输出，其他两种修订方法得到低零级的输出结果。设计并制作了一种非均匀线状多点阵分布整形光束用于实际表面硬化，得到的加工效果与设计要求相一致。

摘要：塑性失稳、分叉引起的起皱是材料加工和成形工艺中的常见现象,起皱的出现将影响零部件的成形质量和性能。已有的工作主要集中在一维和二维的起皱行为,为对开模挤压成形初期以及某些低刚度零件的装配过程中出现的三向起皱现象有更深的认识,设计一种通过改变锥模角度以获得皱曲特征的试验方案,得到局部应力集中下的三向皱曲形貌,描述各个方向起皱的特点,系统地分析锥模角度和试样晶粒大小对皱曲的影响。结果表明:柱面凸起高度、凸起距离和起皱波延伸距离随挤压角度的增大而增大;端面凸起高度和起皱波长、延伸距离均随着挤压角度的增大先增加后减小,凸起距离随角度增大单调减小;波长越长时对应起皱延伸越远;试样表面层晶粒越大,起皱波长和延伸距离越大,起皱形貌越明显。

摘要：为了研究规则分布的表面形貌对轮轨接触在混合润滑状态下摩擦系数的影响,设计了3种不同的表面纹理:横纹、纵纹、菱形。用确定性模型取代平均流量模型,对膜厚、压力、接触面积比进行了数值计算,总的接触载荷由流体接触区和固体接触区分别分担,总的摩擦力等于流体区的摩擦力和固体接触区摩擦力之和。根据设计的3种表面纹理,用YAG激光对车轮钢试样表面进行激光毛化处理,获得这3种表面纹理,在RSW-2摩擦磨损试验机上进行油介质条件下的混合润滑摩擦学实验,模拟轮轨间有油污时的工况,测量了该条件下各种表面纹理下的摩擦系数,并与未作激光毛化处理的表面进行对比。理论和实验结果显示,在油介质混合润滑条件下,有激光表面纹理的摩擦系数远大于未作激光毛化处理的试样表面的摩擦系数。3种激光表面纹理中,菱形纹理的摩擦系数大于纵纹和横纹的摩擦系数,纵纹的摩擦系数比横纹略大。因此,在油污条件下使用激光毛化的菱形纹理表面能较显著地提高轮轨间的摩擦系数。