为提升水泥基材料静态力学性能、抗冲击特性及为减少温室气体排放而降低水泥用量, 以硅粉为矿物掺合料(掺量为10%, 质量比)、钢纤维为功能组分(掺量为2%, 体积比), 并匹配高效减水剂(掺量为1.5%~2.0%, 质量比)制备高韧性水泥基复合材料, 通过准静态抗压/抗折强度、分离式霍普金森压杆试验和采用水化微量热仪、热重分析仪, 分别研究了高韧性水泥基复合材料准静态/动态力学特性及其微结构演变特征。结果表明：冲击荷载下(冲击速率为0.5 MPa/s)水泥基材料典型破坏过程分为三阶段, 高韧性水泥基复合材料受作用后仅出现局部浆体剥落、飞散现象, 而基准组体系均发生显著破坏直至整体破碎; 硅粉在10%掺量下有效提升了水泥基复合材料体系早期和后期的准静态力学性能, 1 d天龄期下抗压强度和抗折强度最高可达61.4 MPa、23.9 MPa, 也显著提升了动态抗压强度至123.3 MPa(28 d天龄期)。微结构演变结果表明：硅粉和减水剂复合作用下浆体水化放热速率主峰提前, 且主要水化产物——氢氧化钙含量减少, 降低了浆体内部氢氧化钙分布的取向性, 有助于改善浆体微结构。

为研究铜合金薄板的脉冲激光弯曲成形工艺, 基于 Taguchi方法对单道单次扫描成形 V形件的工艺进行了正交试验设计。以弯曲角为响应目标, 以望大特性的信噪比评估弯曲角的品质特性, 得到了最佳工艺参数组合: 激光功率 P为 24W, 扫描速率淄为 500 mm/min, 离焦量 L为 4 mm, 实验测得弯曲角为 1.362毅。在成形 V形件的实验基础上采用多道多次扫描方式进行了预定曲率半径的圆弧曲面成形实验。依据扫描次数与弯曲角之间的关系规划了扫描路径和扫描次数, 实验结果与预设目标有较好的一致性; 半路径扫描比全路径扫描更能得到理想的变形效果和表面质量。实验中发现, 因铜合金薄板热传导率高、厚度小, 激光扫描时上下表面的温度梯度不太明显, 成形机理以屈曲机理为主。

以有限元分析软件ABAQUS为平台,利用用户子程序编制了单面和双面激光喷丸时冲击波压力的加载程序,建立了小孔试样双面激光喷丸过程诱导残余应力的有限元分析模型。分析了小孔对激光喷丸强化效果的影响,研究了单面和双面激光喷丸下ZK60镁合金小孔试样的三维残余应力场分布。结果表明,采用双面激光喷丸工艺时,在试样上下表面均产生有益的残余压应力分布,下表面残余压应力的幅值是单面激光喷丸时的2倍左右。将典型实验与模拟结果进行对比,其一致性较好。

基于有限元软件ABAQUS建立了激光弯曲陶瓷基片的三维分析模型，对激光弯曲成形Al2O3陶瓷片进行了数值模拟；分析了激光弯曲陶瓷片的成形机理，研究了激光扫描过程中温度场、应力应变场和位移场的变化情况；对不同厚度试样的模拟结果进行对比，研究试样厚度对激光弯曲成形过程中的各场变量的变化，随着试样厚度的增加下表面温度可能达不到陶瓷材料的塑性转变点，残余拉应力水平明显增加。根据温度场和应力应变场的分析，得出最佳试样厚度范围为0.18～0.31 mm。

激光喷丸强化是利用高能短脉冲激光和材料相互作用诱导的冲击波压力使材料表面改性的技术,适度残余应力场分布对应着特定的强化效果,需要优化的激光喷丸轨迹来实现。连续激光喷丸过程中冲击波压力及其残余应力的变化很难用实验来测量分析,导致强化过程不能有效控制。采用数值分析技术,在激光喷丸有限元建模的基础上,解决了脉冲激光束连续逐点喷丸强化的模拟轨迹控制。以连续单点单次和单点多次激光喷丸6061-T6铝合金为研究对象,对冲击波压力传播、应力分布及表面曲度变化进行数值分析,揭示激光喷丸强化中激光冲击波传播及应力变化内在的相互关系,为激光喷丸实验过程中参数优选和表面质量的有效控制提供理论依据。

激光清洗是一种新型高效的环保清洗技术, 其利用激光的方向性和高亮度来清除掉材料表面的污染物, 而对基质材料没有破坏。本文介绍了激光消融、干式激光清洗和湿式激光清洗的机理, 重点分析了干式激光清洗和湿式激光清洗的原理及影响因素, 介绍了激光清洗在精密器件清洗、文物及较大尺寸零件的清洗方面的应用。在此基础上引入一种激光清洗的评价体系, 阐述了激光清洗质量的评价方法。