摘要：基于皮秒激光驱动的高能X射线源具有微焦点、高亮度和高分辨的优良特性,已成为研究金属材料微层裂和微喷射现象的热门诊断方法之一。锡因其熔点较低而成为微喷研究熔化影响的首选材料,铝由于熔点相对较高,不易发生冲击或卸载熔化形成液滴喷射,因此,铝微喷实验研究结果相对较少。基于“星光-III”激光装置的纳秒加载源和皮秒束诊断源,发展了皮秒激光驱动高能X射线背光照相技术,研究了表面含V型几何缺陷的金属锡、铝微喷特性,通过延时控制,获取了两种典型金属微喷射过程的高分辨物理图像,得到了喷射物质的形态分布、平均速度和面密度分布等重要信息。采用SPH方法对实验结果进行了数值模拟分析,揭示了实验中喷射物的形成机理以及高速喷射物质的来源。

摘要：为了研究光纤激光加工工艺对Q235低碳钢薄板切割质量的影响,采用500 W光纤激光切割机对0.7 mm厚低碳钢板切割质量影响规律进行了研究。采用中心复合设计(Central Composite Design,CCD)进行实验设计,使用超景深显微镜对切割试样的切缝宽度和挂渣高度进行测量。实验结果表明:切缝宽度的大小主要由激光功率、切割速度、辅助气压力和离焦量决定;挂渣高度的大小主要决定于激光功率、切割速度、离焦量和辅助气压力。建立评价切缝宽度和挂渣高度与工艺参数之间的回归模型,并对模型进行目标优化。结果表明,工艺参数组合为激光功率450 W,切割速度9 m/min,离焦量0 mm,辅助气压力0.564 MPa时可获得最优的切割质量。

摘要：在微介观诊断中往往因为空间限制,选择具有亮度高、单色性好、对比度强的特征谱线,而忽略了轫致辐射谱线。率先实验设计了特征谱线和轫致辐射谱线的双光谱诊断X射线光源的方法,在中国工程物理研究院“星光Ⅲ”激光装置飞秒激光束靶室上进行实验,激光功率密度大于1.6×10^(18) W/cm^(2),脉宽为30 fs,45°入射靶面。在入射靶前侧,设计了用于特征光谱成像的针孔成像光路,获得Cu纳米颗粒靶产生的特征X射线的焦斑图像,为76μm,大于刃边方法测得半径为54μm的焦斑。在靶后侧,设计了轫致辐射成像光路,利用PIX射线CCD获得2×5的圆形Ta组图像。实验表明,利用双光谱成像设计合理,适合微介观材料动态诊断,提高诊断效率。

摘要：强激光加载下金属材料产生的微喷射现象及其内在的机理分析是冲击压缩科学与工程领域研究的前沿问题,相关研究对于认识材料在极端载荷条件下的动力学行为具有重要意义。近年来国内外科学家们基于各大激光装置开展了大量微喷射诊断实验研究,在喷射物性质、金属界面不稳定性增长以及微喷混合问题等方面取得了一系列重要进展。通过回顾微喷静态和动态诊断实验的研究历程,对微喷诊断实验研究方法的重要应用作了详细介绍,同时对微喷产生的主要作用机制、影响因素以及微喷混合等问题进行回顾、梳理和总结。根据当前国内外微喷诊断实验发展趋势,归纳总结目前微喷诊断实验研究结果中仍存在的不足,并对微喷射实验研究未来发展方向进行展望。

摘要：现有复合材料双搭接胶连接接头的承载力计算式,没有完全解决胶层厚度对接头承载力的影响问题,理论与实际相差较大,有改进必要。对此问题一般是基于胶层缺陷和剥离应力讨论其原因。引用已有试验数据,解析分析了只变化胶层厚度的同种接头,在其破坏荷载作用下,胶层剪切变形与剥离变形沿搭接长度的分布规律;发现随着胶层增厚与接头承载力降低,胶层的剪切变形和剥离变形均减小;对比试件的特征破坏模式,也未发现剥离破坏特征和明显缺陷。提出控制胶层厚度,引起胶层剪切应变能密度改变,是上述问题的根本原因,并设计5组对比实验初步验证了此判断。

摘要：为减少激光切割过程中空行程对切割效率的影响以及切割热对切割质量的影响,研究一种切割起始点选择策略,提出一种改进的势场-蚁群算法,在蚁群算法的启发式因子中加入势场力因子,保证蚁群搜索能力的同时增加蚁群寻迹的方向性。对路径进行规划仿真和切割实验,并使用红外热像仪进行温度监测,与经典蚁群算法等算法对比切割路径的空行程减少12.92%~23.44%,切割时间减少1.43%~2.39%,切割热减少37.92%~62.25%。实验结果表明,该势场-蚁群算法能够显著缩短空行程,减少切割时间,提高切割效率,减少切割热聚集,保证切割质量。