西安工程大学电子信息学院, 陕西 西安 710048
为了解决纱线条干及毛羽的检测问题,设计了一种基于机器视觉的纱线质量检测系统。该系统主要包括硬件设计和软件检测算法。硬件主要包括图像采集单元、纱线牵引装置和系统控制装置。在软件系统中,利用机器视觉及图像处理方法,分别对纱线条干和纱线毛羽进行检测。利用双边滤波及Otsu阈值实现纱线条干的检测,利用EM算法及密度聚类实现纱线毛羽的检测。将检测结果以及处理后的纱线图像显示在搭建的人工交互界面上,实时显示纱线条干及毛羽的评价。实验结果表明,该系统的实时性及稳定性好,准确率高,具有一定的学术研究价值及应用推广价值。
机器视觉 纱线毛羽 纱线条干 纱线检测 激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161504
苏州科技大学数理学院, 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室, 江苏 苏州 215009
基于典型的自旋-玻色模型,研究了具有类欧姆频谱的玻色场环境对量子参数估计精度的影响。原子受外场驱动时, 采用二阶含时量子主方程和超算符方法得到了N个独立原子系统量子Fisher 信息量的演化结果。计算结果表明:随着纠缠的原子数目增多,量子Fisher信息量增大, 量子Fisher 信息量的衰减也大大加快。在某些特征时间内,可以获得比标准量子 极限更好的测量精度。在频谱幂指数较大的超欧姆玻色环境中,量子纠缠态Fisher信息量的衰减可以在一定程度上被抑制。
量子光学 自旋-玻色模型 含时量子主方程 量子Fisher信息量 量子纠缠态 quantum optics spin-Boson model time-dependent quantum master equation quantum Fisher information quantum entanglement state
1 苏州大学机电工程学院激光加工中心, 江苏 苏州 215021
2 苏州大学沙钢钢铁学院, 江苏 苏州 215021
3 库卡工业徕斯机器人(昆山)有限公司, 江苏 苏州 215300
采用激光增材制造技术成功制备了H13钢, 并在其表面熔覆Ni/WC复合涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、XRD多晶衍射仪以及透射电镜对增材制造H13钢和涂层组织进行分析。结果表明, 增材制造H13钢显微组织主要为板条马氏体以及分布在枝晶处的残余奥氏体和枝晶间隙处的碳化物组成; 熔覆层和H13钢之间以及WC陶瓷相和Ni基合金之间均表现为良好的冶金结合。熔覆层底部呈粗大的短棒状枝晶, 中部和上部由大量的团絮状和针状的共晶碳化物组成,基体由γ-Ni、M23C6、Ni3B等相组成, 涂层和基体的硬度分别640 HV和550 HV。摩擦磨损实验结果表明, 涂层的抗磨损性能是基体的2倍, 耐磨性能得到提升。
激光增材制造 H13钢 显微组织 摩擦磨损 laser additive manufacturing H13 steel microstructure wear tests
1 苏州大学机电工程学院激光加工中心，江苏 苏州 215021
2 苏州大学沙钢钢铁学院，江苏 苏州 215021
3 苏州大学轨道交通学院，江苏 苏州 100024
4 武汉科技大学材料与冶金学院，湖北 武汉 430081
采用横流CO2激光器并利用50%Cr3C2和50%的Ni-Cr合金粉末对高铬铸铁轧辊表面进行激光熔覆实验。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计(HV)、磨损试验机分别研究了不同工艺参数下熔覆层组织形貌，相结构和成分、硬度分布和磨损性能。实验结果表明，适宜的工艺参数有利于得到理想的熔覆形貌和提高熔覆效率并避免裂纹的形成，熔覆层的表面组织为Cr3C2和M7C3型碳化物，表层硬度显著提高，可达1 100 HV为基体的2倍，同时熔覆层耐磨性能得到有效提高。
轧辊 激光熔敷 高铬铸铁 耐磨性 roller laser surface melting high-Cr cast iron abrasive resistance
苏州大学机电工程学院激光加工中心, 江苏 苏州 215006
使用司太立Deloro40镍基合金粉末进行激光增材制造制作成形件, 研究了在制造过程中产生裂纹的原因。首先介绍了国内外激光增材制造裂纹研究的现状, 分析Deloro 40镍基合金成形件激光增材制造层产生裂纹的原因, 归纳了激光增材制造层裂纹的表现形式, 总结了在制备过程中裂纹产生的原因, 并提出抑制裂纹产生的措施, 为防止裂纹的产生提供了理论和实践依据。
激光增材制造 Deloro40镍基合 缺陷分析 laser additive manufacturing Deloro 40 Ni alloys powder defect analysis
1 安徽工业大学材料科学与工程学院, 安徽 马鞍山 243000
2 苏州大学机电工程学院激光加工中心, 江苏 苏州 215021
3 苏州大学沙钢钢铁学院, 江苏 苏州 215021
4 库卡工业公司, 江苏 苏州 215300
激光增材制造技术是一种典型的快速成形技术, 运用高能激光束熔化金属粉末逐层堆积, 可直接成形复杂高性能金属零部件。采用激光增材制造技术沉积镁合金, 研究了Zr元素对镁合金的组织及性能的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计及XRD衍射仪对沉积试样进行相关分析。结果表明, 激光增材制造镁合金的晶粒粒径(约10 μm)比传统铸造法得到的晶粒(约500 μm)更为细小; 与此同时, 和传统铸造法相比, 增材制造试样的硬度也有明显的提高。在金属粉末中添加适量的Zr元素后, Zr在α-Mg结晶过程起到异质形核的作用使沉积试样晶粒得到进一步细化, 同时硬度也有提高达到70.0 HV。
激光增材制造 Zr元素 镁合金 laser additive manufacturing Zr element magnesium alloy
1 苏州大学 机电工程学院 激光加工中心, 江苏 苏州 215021
2 苏州大学 沙钢钢铁学院, 江苏 苏州 215021
采用3D打印激光熔化技术制备了多孔镍基合金, 并对其显微组织构成和压缩力学性能进行了分析。研究结果表明, 采用3D打印激光熔化技术制备的多孔镍合金, 孔隙率为1468%~1897%、抗压强度为461~535 MPa, 其微观组织主要呈现γ-Ni枝晶, 压缩断口为撕裂式枝晶断裂。
3D打印激光熔化技术 多孔镍合金 压缩性能 枝晶断裂 3D printing laser melting technology porous nickel-based alloys compressive properties dendrite fracture
1 苏州大学机电工程学院激光加工中心, 江苏 苏州 215021
2 苏州大学沙钢钢铁学院, 江苏 苏州 215021
3 苏州大学轨道交通学院, 江苏 苏州 215131
钛合金由于比强度高和耐蚀性好而在航空航天、石油化工等领域得到广泛的应用。但其表面不耐磨而限制了其更为广泛的应用。将经过激光处理和未经激光处理的TB5合金放置在一种特殊固体介质进行渗氧处理, 通过研究炉的加热条件和前处理过程, 分析其对TB5合金的显微组织和硬度的影响。此外, 在相同实验条件下与TA4合金进行了比较。实验结果表明, 经激光处理和未经激光处理的钛合金在相同温度和氧化时间下进行渗氧处理均获得了一层强化层, 且经激光处理后的试样在进行渗氧处理后渗氧层的厚度和表面硬度值明显要高于未经激光处理的试样。在相同实验条件下, TA4合金比TB5合金更容易渗氧。
钛合金 渗氧 显微组织 显微硬度 titanium alloys oxygen diffusion microstructure microhardness
1 苏州大学机电工程学院激光加工中心, 江苏 苏州 215021
2 苏州大学沙钢钢铁学院, 江苏 苏州 215021
3 苏州大学轨道交通学院, 江苏 苏州 215131
TC4(Ti-6Al-4V)钛合金表现出了非凡的高比强度和良好的抗氧化性能, 这使它们可用于航空航天和石油化工领域。然而, TC4较低的耐磨性, 限制了它们在摩蚀环境中的应用。在众多的表面改性技术中, 激光渗氮由于可控并且可以对指定区域渗氮处理, 对环境无污染因此受到了极大的重视。本文通过采用Nd:YAG脉冲激光对在不同比例的氮和氩的混合气体中进行TC4合金表面氮化处理, 探讨了氮气浓度等对氮化层组织和硬度的影响。结果表明, 激光合金化试样存在组织不同的三个区域, 分别为熔融区、热影响区和基材。熔融区由钛合金基体和TiN组成, 其中TiN呈现树枝晶形态, 枝晶为定向生长的柱状晶, 在熔融区的底部, 枝晶以细小的针状枝晶形式存在; 熔融区存在明显的裂纹, 这些微裂纹是由于表面受激光脉冲作用快速熔化和随后急冷凝固时产生的应力所引起的。TiN激光合金化层的硬度在600～800 HV之间, 约为TC4合金的2倍。
激光 渗氮 TC4钛合金 laser nitriding TC4 titanium alloy
