为了研究电火花加工过程的机理，基于光子发射计算了阴极、阳极的能量分布。首先得到了放电通道中的正离子及电子的物质波长，发现正离子主要以振动的形式运动在放电通道中向外辐射光子，而电子主要以衍射的形式运动在阳极表面向外辐射光子。通过假设光子以等概率的形式辐射，计算了阴极、阳极表面获得的热流密度、热流量以及平均热流密度的方程，重新解释了小脉宽电流加工的明显极性效应，以及大脉宽条件下的不明显极性效应。最后，阐述了这一原理对电火花微细加工，精加工以及粗加工的影响，说明小脉宽电流应该用正极性加工且可设法压缩放电通道提高精度，大脉宽应该用负极性加工且不必压缩放电通道提高效率及表面质量。

太阳能硅片表面绒面的光陷阱可以使光在其中经历多次反射, 从而尽量减少光的反射损耗。不同光陷阱的形貌决定了光的不同多次反射路径而具有不同的反射效果。为了研究光陷阱形貌及光线入射角对减反射效果的影响, 提出了数值仿真计算的方法跟踪每一条光线的反射过程计算加权出射系数, 从而可以计算分析复杂形貌绒面的减反射效果并给出合理的优化方法, 为制备高性能绒面结构提供理论依据。当光陷阱尺寸小于入射光线波长时, 发生镜反射, 将该尺寸的结构平滑处理。然后从光陷阱的深径比、高度、密度等方面计算分析光在不同入射角的情形下的加权出射系数。提出了理想的绒面光陷阱形貌, 及获得最佳反射效果的入射角度。最后计算碱腐蚀及电火花加工产生的两种典型绒面的加权出射系数, 并利用实验测量值验证了该计算方法。

根据激光重熔的特点,采用ANSYS有限元软件中的间接热力耦合方法,建立了TiAl合金表面激光重熔等离子喷涂NiCoCrAl-Y2O3涂层热力耦合有限元模型,对激光重熔温度场和应力场进行了分析.通过该计算模型,可以掌握激光重熔以及冷却过程中温度场和应力场随时间的变化规律.在温度场和应力场分析的基础上,讨论了激光重熔层中裂纹形成的机理及影响因素,并提出了一些解决重熔层裂纹产生的主要方法.

根据激光重熔的特点,考虑了材料热物性参数、换热系数、相变潜热随温度变化的因素,应用ANSYS的参数化设计语言建立了TC4钛合金表面激光重熔等离子喷涂NiCoCrAl-Y2O3涂层连续移动三维温度场有限元模型,并分析了激光功率和扫描速度对温度场的影响.结果表明:与激光功率相比,激光扫描速度对试样温度场的影响较小.实验结果较好地验证了模拟结果,表明所建立的温度场计算模型是正确和可靠的.通过该计算模型,可以掌握激光重熔过程加热和冷却规律,为制备高性能的MCrAlY涂层优化工艺参数提供依据.