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[发明专利]一种激光熔覆过程稳定性的判别方法-CN202110022652.5有效
发明人：虞钢;邵佳昀;李少霞;何秀丽;田崇鑫;宁伟健;郑彩云 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2021-01-08 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： G01B11/30 文献下载
摘要：本发明提供一种激光熔覆过程稳定性的判别方法，包括：选用预定激光熔覆的工艺参数，在基材上熔覆出实验性质的熔覆道；获取熔覆道上因高度差形成的纹理，并根据间隔的大小确定粗糙度；沿基材上熔覆道的纵向中线将基材切割开，以显示出熔覆道顶部的轮廓线，获取轮廓线的照片并分析得到轮廓线的高度差；沿基材上熔覆道的横向将基材切割开，获取剖面轮廓的照片并分析得到熔覆道的稀释率；结合粗糙度、轮廓线的高度差和稀释率确定该熔覆道的工艺参数是否符合要求，从而对工艺参数进行调整。本发明基于三个维度的信息对熔覆道的稳定性进行分别判定，并可根据相应的判定结果对工艺参数进行调整，进而利用调整后的工艺参数得到稳定性良好的熔覆结果。
一种激光过程稳定性判别方法

[发明专利]一种多脉冲激光打孔用移动离焦方法-CN202011154707.X有效
发明人：虞钢;张越;李少霞;何秀丽;田崇鑫;郑彩云;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2020-10-26 - 公布日： 2021-11-09 - 主分类号： B23K26/382 文献下载
摘要：本发明提供一种多脉冲激光打孔用移动离焦方法，选择激光器并确定打孔参数、实验材料、摄像机和分析系统；对实验材料进行打孔，同时根据孔深变化速度，将打孔过程分为快速段，线性段和缓慢段；通过观测方法测量出每个脉冲周期结束时的打孔深度，然后根据对应参数计算出每个脉冲周期的焓变数；确定各段对应的焓变数范围，将每个脉冲周期内的焓变数保持在快速段对应的焓变数范围内，则获得最佳打孔效率。本发明通过高速摄像机观测激光打孔过程并进行无量纲分析，计算出不同打孔阶段时的焓变数变化范围，然后控制激光打孔时的焓变数在不同脉冲周期内保持在一定的的焓变数范围内的优化策略，进而提高打孔效率量化调控孔形，并增加溅射效率及深径比。
一种脉冲激光打孔移动方法

[发明专利]一种基于激光加热的各向异性材料的热导率测试方法-CN202110399826.X在审
发明人：李少霞;虞钢;何秀丽;田崇鑫;宁伟健;郑彩云;于玉翠 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2021-04-14 - 公布日： 2021-08-03 - 主分类号： G01N25/20 文献下载
摘要：本发明提供一种基于激光加热的各向异性材料的热导率测试方法，包括如下步骤：选择各向异性平板，利用调节激光器在各向异性平板上表面的中心形成垂直的等强度圆形光斑；在各向异性平板的上表面和下表面分别对称选择多个测点；在预定功率下利用测温工具分别同时记录各向异性平板上下表面各个测点随时间变化的温度，依据测试所得温度数据和热导率计算公式及各个方向上的温度梯度，即可计算出各向异性平板在上表面各方向，及上表面至下表面方向上的热导率。本发明通过对各向异性平板上设置的对称测点，能够获取到由光斑至各测点的温度传递速度，进而根据传递速度可分别计算出各向异性平板不同方向上的热导率。
一种基于激光加热各向异性材料热导率测试方法

[发明专利]一种面向高性能聚合物增材制造的3D打印机及打印方法-CN202011247281.2在审
发明人：虞钢;边艳华;李少霞;何秀丽;田崇鑫;赵新;郑彩云;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2020-11-10 - 公布日： 2021-03-23 - 主分类号： B29C64/118 文献下载
摘要：本发明提供一种面向高性能聚合物增材制造的3D打印机及打印方法，包括，壳体，内部设置有密封的打印空间，侧壁包括由外至内依次设置的外壳层、双保温层、冷却层和内壳层，在外壳层与双保温层之间留有安装空间；打印装置，安装在壳体内，包括打印头，放置打印物体的打印基板，驱动打印头在三轴方向上移动的驱动装置，控制打印环境温度的温控装置，温控装置包括控制打印头温度的打印头温控装置，控制打印基板温度的基板温控装置，和控制壳体内温度的环境温控装置。本发明通过打印头加热、打印基板加热、打印空间加热的三目标温度加热系统，进而提高打印成功率，具有广阔的工业、航空航天和医疗应用前景。
一种面向性能聚合物制造打印机打印方法

[发明专利]一种表面改性质量检测方法-CN201910433418.4有效
发明人：虞钢;田崇鑫;李少霞;何秀丽;郑彩云;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2019-05-23 - 公布日： 2021-03-23 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明实施例公开了一种表面改性质量检测方法，利用CCD相机采集工件表面形貌全景图像，二值化图像后进行形态学先闭后开运算，提取最大连通域进行欧氏距离变换，利用Hough变换确定工件方向，以标准工件图片按所得中心点与方向裁剪全景图像，从背景分割出工件图像，再将工件图像局部二值化，以最小分比率划分子图像，对每个子图进行连通域的纹理分析，统计图像内连通域个数、二阶、三阶、四阶中心矩，经统计学分析映射为图像相似度，统计结果得出覆盖率，本发明可依托绝大多数实验室现有设备，并且检测速度较快，检测精度较高，避免了改性前后工件出现灰度共生矩阵计算结果相似的情况，更准确的判断工件表面的改性情况。
一种表面改性质量检测方法

[发明专利]一种薄片抛磨机-CN201910450460.7有效
发明人：虞钢;董斌鑫;何秀丽;李少霞;郑彩云;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2019-05-28 - 公布日： 2020-11-13 - 主分类号： B24B41/06 文献下载
摘要：本发明实施例公开了一种薄片抛磨机，包括安装在底板上的控制盒、驱动装置、导轨以及安装在导轨上的支架，所述导轨有两组，每组导轨由导轨座、导轨杆以及滑块组成，所述滑块的顶部设置有小平台，支架通过小平台和滑块安装在导轨杆上，并通过驱动装置驱动支架在导轨杆上往复运动，所述支架两侧均设置有薄片夹具，所述薄片夹具通过调整螺栓配合弹簧将薄片夹具与支架连接固定，所述薄片夹具的底部安装被加工薄片，正对于薄片夹具的底板上设置有磨石，能保证其物理、化学性质不受破坏，结构简单，非常适合实际使用，有两套夹具，效率高，操作简单。
一种薄片抛磨机

[发明专利]一种激光熔覆用送粉喷头及送粉量控制方法-CN201711458976.3有效
发明人：虞钢;陈茹;张越;郑彩云;何秀丽;李少霞;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2017-12-28 - 公布日： 2020-10-09 - 主分类号： C23C24/10 文献下载
摘要：本发明提供一种激光熔覆用送粉喷头及送粉量控制方法，一样那我送粉喷头包括：主体，设置有供金属粉末流动的喷腔，进粉管，连接在所述主体的上端，将金属粉末送入所述喷腔；分流柱，设置在所述喷腔内靠近所述进粉管的一端，且轴向与所述进粉管的轴向垂直；喷嘴，有多个且并排安装在所述主体下端的安装槽中，用于分别排出所述喷腔内的金属粉末。发明由进料管吹入喷腔内的金属粉末，在分流柱的圆柱绕流作用下，会在喷腔内形成相应的粉末流场分布，使各喷嘴喷出不同的金属粉末浓度，从而为激光熔覆提供不同的送粉效果。本发明的控制方法可以通过调整分流柱的位置和直径的方式，改变喷腔内的粉末流场，从而使喷嘴满足不同的送粉要求。
一种激光熔覆用送粉喷头送粉量控制方法

[发明专利]一种基于立体视觉的激光熔覆闭环控制方法-CN201810766782.8有效
发明人：虞钢;赵尧;郑彩云;何秀丽;李少霞;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2018-07-13 - 公布日： 2020-06-30 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供一种基于立体视觉的激光熔覆闭环控制方法，包括在激光器的相对两侧分别安装一个与控制系统连接且同步移动的CCD，对两个CCD进行标定，两个CCD同时对熔池进行监测，控制系统将所得数据与预设熔覆成型层的标准形状进行比较，得出宽度误差和高度误差，将宽度误差和/或高度误差作为模糊控制器的输入，被控量的变化量作为输出，即得到激光功率或离焦量的调整变化量，从而实现熔覆精度和质量的精确调整。本发明能够通过两个CCD实时获取激光器熔覆时的熔池变化图像，然后利用控制系统与预设的该次标准熔池成型层形状进行对比，并根据误差对激光器进行调整，使当前熔池始终与预设成型层保持一致，实现熔覆过程实时控制，达到提高熔覆精度和质量目的。
一种基于立体视觉激光闭环控制方法

[发明专利]一种高硬度高电导率梯度结构Cu-Cr合金触头的制备方法-CN201811267429.1有效
发明人：虞钢;张犁天;郑彩云;何秀丽;李少霞;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2018-10-29 - 公布日： 2020-04-24 - 主分类号： H01H11/04 文献下载
摘要：本发明提供一种高硬度高电导率梯度结构Cu‑Cr合金触头的制备方法，包括如下步骤：选择Cr含量在20～60wt.％的两块Cu‑Cr合金基材分别作为静端和动端；将激光原位设备的激光参数调整至等于或大于常规激光扫描时参数的1/3，然后使激光器产生连续激光对静端表面层进行激光扫描；将激光参数调整至等于或低于常规激光扫描时参数的1/3，然后使激光器产生连续激光对动端表面层进行激光扫描，扫描完成后取下动端；以两块熔覆层厚度不同的触头组成方式来作为同一真空灭弧室的静端和动端，且静端的熔覆层厚度大于动端的熔覆层厚度。本发明使触头材料的接触电阻、耐冲击电压值与容性负载开断能力产生变化，可以满足动、静触头设计的专业要求，提升综合开断能力。
一种硬度电导率梯度结构 cu cr 合金制备方法

[发明专利]一种热疲劳实验方法-CN201611101553.1有效
发明人：虞钢;潘斯宁;郑彩云;何秀丽;李少霞;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2016-12-05 - 公布日： 2020-01-17 - 主分类号： G01N3/60 文献下载
摘要：本发明提供了一种热疲劳实验方法，包括：前置实验：选取并准备实验设备；根据所述脉冲激光发生器的性能，选择不同的参数组成所有能够满足热疲劳实验目的的工作模式；记录每个工作模式下所述测试样品在实验过程中的温度变化参数；热疲劳实验：选择与前置实验同样的实验设备，根据实验目的选择相应的工作模式作为当前脉冲激光发生器的工作参数，由控制单元控制各实验设备对实际样品进行实验，直到实际样品表面出现规定长度的裂纹时，终止热疲劳实验；对所述实际样品进行清理并分析，评定该实际样品的热疲劳性能。本发明可以有效利用脉冲激光的加热特点，通过调整其参数及进行参数合理组合，在实验室条件下实现实际工况中的不同循环载荷形式。
热疲劳实验实际样品工作模式实验设备脉冲激光发生器前置温度变化参数热疲劳性能实验室条件测试样品工作参数加热特点脉冲激光实际工况实验过程循环载荷评定记录分析

[发明专利]模拟激光电弧复合焊接中熔滴对熔池冲击作用的计算方法-CN201710858075.7有效
发明人：虞钢;陈旭阳;何秀丽;郑彩云;李少霞;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2017-09-21 - 公布日： 2019-12-03 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明提供一种模拟激光电弧复合焊接中熔滴对熔池冲击作用的计算方法，将熔滴对熔池的冲击作用分成动量冲击、质量添加和能量添加三个方面，然后分别整理成相应的数学函数进行计算，最终得到熔滴冲击下熔池的表面变形、温度和速度分布状态。本发明以体积守恒为约束条件的自由界面追踪方法，可实现熔滴冲击下的熔池表面变形，以及温度场和速度场的分布情况计算。能够高效又准确的计算出熔滴冲击对熔池动力学的影响，对科学研究和工程设计都有重大意义。
模拟激光电弧复合焊接中熔滴熔池冲击作用计算方法

[发明专利]一种Cu-Cr合金表面纳米结构的制备方法-CN201811267439.5有效
发明人：虞钢;张犁天;郑彩云;何秀丽;李少霞;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2018-10-29 - 公布日： 2019-10-01 - 主分类号： C22F1/08 文献下载
摘要：本发明提供一种Cu‑Cr合金表面纳米结构的制备方法，包括如下步骤：选取Cr粒子尺寸在70～150um的Cu‑Cr合金基材，对其表面进行打磨和清洁；然后放置工作台上；设置激光原位设备的表面处理工艺参数，同时将激光光斑尺寸设定为20～100μm，然后对Cu‑Cr合金基材工作面进行激光表面自动处理；打开红外测温仪，测量激光处理Cu‑Cr合金基材表面时表面的温度，并通过控温夹具将Cu‑Cr合金基材表面温度控制在300～1000K之间。本发明采用与Cr粒子同径大小的激光光斑，当施加在合金表面时，会导致照射点迅速升温，而Cu的高热导可以产生极大的冷却速度，这使得熔池内部的过冷度高达150～300K，极大地降低了Cr颗粒的临界形核半径，从而在Cu‑Cr合金基材的表面形成一层具有纳米结构的细化层。
合金表面基材表面激光光斑纳米结构基材制备粒子表面处理工艺表面纳米结构夹具红外测温仪基材工作面表面形成测量激光激光表面激光原位迅速升温自动处理过冷度细化层照射点高热控温熔池同径形核打磨冷却施加清洁

[实用新型]一种管廊用防腐电缆支架-CN201821019262.2有效
发明人：邓海;石方梅;梁世雄;胡秋玲;苏利芳;覃学友;宁伟健 -专利权人：广西远长公路桥梁工程有限公司
申请日： 2018-06-29 - 公布日： 2019-06-14 - 主分类号： H02G9/08 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种管廊用防腐电缆支架，包括第一电缆支撑架、第二电缆支撑架，所述第一电缆支撑架、第二电缆支撑架均安装在管廊内，所述第一电缆支撑架、第二电缆支撑架上均固定连接有多个第一电缆支撑钩、第二电缆支撑钩，所述第一电缆支撑钩上设置有第一锁紧螺钉，所述第一电缆支撑钩、第二电缆支撑钩上均设置有固定螺孔，所述第二电缆支撑钩由第一夹块、第二夹块组成，且第一夹块、第二夹块通过第二锁紧螺钉固定连接，所述第二电缆支撑钩上设置有滑槽，所述第一电缆支撑钩、第二电缆支撑钩的弧形凹槽处均设置有耐磨层，通过设置的第一防腐层和第二防腐层，增加了电缆支撑架的防腐蚀性能，延长使用寿命。
电缆支撑电缆支撑架夹块防腐电缆锁紧螺钉防腐层支架种管延长使用寿命本实用新型防腐蚀性能固定螺孔弧形凹槽耐磨层管廊滑槽

[发明专利]基于主成分分析法的马氏距离的激光熔覆优化工艺-CN201910080250.3在审
发明人：虞钢;赵尧;何秀丽;郑彩云;李少霞;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2019-01-28 - 公布日： 2019-05-28 - 主分类号： G06K9/62 文献下载
摘要：本发明提供了基于主成分分析法的马氏距离的激光熔覆优化工艺，首先根据需求设计并进行正交试验，收集实验数据并建立样本矩阵，采用主成分分析法对多维变量系统进行降维处理，得到各变量反映原来信息量且彼此间线性无关的权重因子，然后采用马氏距离的逼近理想解法计算出各实验方案与最优解、最劣解之间的距离，并按照实验方案与正理想解方案之间的相对贴近度对其进行排序，得到当前最佳方案；再对不同工艺参数下的平均贴近度进行排序，得到优化的工艺参数组合。本发明将基于主成分分析(PCA)的马氏距离TOPSIS方法应用于激光熔覆实验，可实现对多工艺目标的同时优化，得到综合性能良好的熔覆层，与实际要求的吻合度更高。
马氏距离主成分分析法激光熔覆贴近度优化排序主成分分析多维变量工艺目标降维处理权重因子实验数据线性无关需求设计样本矩阵正交试验综合性能理想解熔覆层吻合度最优解信息量逼近

[发明专利]活塞顶面抗热疲劳合金涂层激光熔覆方法-CN201510303409.5有效
发明人：虞钢;朱天辉;郑彩云;何秀丽;李少霞;宁伟健 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2015-06-04 - 公布日： 2019-04-26 - 主分类号： C23C24/10 文献下载
摘要：本发明公开一种活塞顶面抗热疲劳合金涂层激光熔覆方法，包括：对活塞毛坯件顶面进行机械加工预处理；根据活塞顶面结构设定激光的行走轨迹；采用Co‑Cr‑W合金粉末作为熔覆材料，在激光行走的同时向活塞顶面同步添加Co‑Cr‑W合金粉末；对活塞顶面进行激光熔覆，在活塞顶面形成的抗热疲劳合金涂层即熔覆层。本发明提供的活塞顶面抗热疲劳合金涂层激光熔覆方法，通过选择合适的熔覆材料，将激光熔覆技术嵌入活塞制造工艺流程之中，在活塞顶面制备与基体冶金结合、厚度可控、无裂纹缺陷的抗热疲劳合金涂层，显著提高活塞使用寿命。
活塞抗热疲劳合金涂层激光方法

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