江苏科技大学机械工程学院，江苏 镇江 212003
基于纳秒激光烧蚀试验，采用三维共聚焦显微镜对GCr15钢表面点织构形貌进行了定量表征和分析，探讨了激光能量密度对纳秒激光烧蚀GCr15钢表面点织构形状、几何尺寸和结构稳定性的影响规律。结果表明：随着激光能量密度的增加，GCr15钢表面点织构形貌结构先由凹坑变为凸起，再由凸起变为凹坑，最后变为不规则结构；点织构几何尺寸误差随激光能量密度的变化，在不同阶段呈现不同的规律；点织构形貌结构稳定性随着激光能量密度的增加，呈先减小再增大的变化趋势，当激光能量密度由54.585 W·mm-2增加至363.977 W·mm-2时，形貌平均误差先由3.16%降至2.08%，再增加至8.16%。研究结果为激光烧蚀GCr15钢表面点织构形貌的控制提供了参考。
激光技术 纳秒激光 点织构 形貌 几何尺寸 结构稳定性 中国激光
2023, 50(20): 2002201
1 中国航发北京航空材料研究院 先进高温结构材料重点实验室，北京00095
2 中国航发四川燃气涡轮研究院，四川成都610500
3 西北工业大学 航空发动机高性能制造工信部重点实验室，陕西西安710072
针对工业CT实际检测中涉及的零件材质与尺度跨度较大，且采用非金属森林球来评定工业CT测量不确定度存在适用性和可靠性不足的问题，基于不同材质森林球进行了工业CT测量不确定度评定，获得了标准器材质对测量不确定度的影响规律。根据工业CT的常用测量范围，设计制作了3种不同材质的森林球标准器，并用三坐标测量机进行标定，然后采用工业CT分别扫描和测量计算，实现了对不同材质森林球直径及球心距的测量不确定度评定。实验结果表明：材质对球直径测量的扩展不确定度影响不显著；球心距测量的扩展不确定度随尺寸的增大而增大，其中非金属陶瓷球和红宝石球标准器的扩展不确定度均值相当，平均值约为0.003 5 mm，而钢球标准器则较之增大了3.4倍，达到0.012 2 mm；球心距测量存在明显的系统误差，标准器材质的影响不显著。基于不同材质森林球的球心距测量对工业CT测量不确定度标准器的选用及校准具有重要的指导意义。
工业CT 测量不确定度 森林球 几何尺寸 industrial computed tomography measurement uncertainty forest balls geometric dimensions 光学 精密工程
2023, 31(11): 1672
1 衢州职业技术学院机电工程学院，浙江 衢州 324000
2 浙江红五环机械股份有限公司，浙江 衢州 324000
3 衢州学院浙江省空气动力装备技术重点实验室，浙江 衢州 324000
为提高TC4钛合金表面的综合性能，采用Fe35A合金为熔覆粉末在TC4钛合金材料表面进行激光熔覆加工试验，综合制备出耐磨复合涂层，并采用数字化测试设备研究分析其洛氏硬度、宏观形貌、几何形状等综合性能。试验结果表明：在工艺参数设置为激光功率2 300 W、扫描速度9 mm/s、送粉速率10 g/min的最佳熔覆参数下制备而成的熔覆层质量最佳，宏观形貌规整饱满，表面洛氏硬度值高达40.2 HRC，熔覆层表面均匀细致，实现了TC4钛合金表面高质量熔覆Fe35A合金涂层的效果。
TC4钛合金 Fe35A涂层 工艺参数 宏观形貌 几何尺寸 洛氏硬度 TC4 alloy Fe35A coating process parameter macroscopic morphology geometry Rockwell hardness
1 中国医学科学院，北京协和医学院生物医学工程研究所，天津 300192
2 首都医科大学附属北京友谊医院，北京 100050
3 中国医学科学院，北京协和医学院北京协和医院，北京 100730
本研究的目的在于获得Nd∶YAG激光在血液中传播的几何尺寸损耗与血液厚度的关系，从而获得适用于Nd∶YAG激光在血液中传播的修正朗伯比尔定律的准确表达式。通过所建立的Nd∶YAG激光在离体血液中透过的光检测实验系统，检测得到激光在穿透目标厚度为1.0~2.5 mm（临床脉管性病变的常见血层厚度）的圆柱形血层后的光衰减情况，并基于R语言和统计学方法，建立了几何尺寸损耗与血液厚度之间的线性、对数、指数和乘幂回归模型。其中，线性回归模型的拟合效果最好，R2值可达0.9219，由此获得适用于Nd∶YAG激光在血液中传播的修正朗伯比尔定律表达式。
激光与光电子学进展
2022, 59(6): 0617023
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
对不同几何尺寸的8型栅NMOS,在受到总剂量辐射影响时其电参数特性的损伤或退化特性,以及与常规结构抗总剂量能力或参数损伤变化比较的异同进行了研究。研究结果表明,栅源重叠宽度和宽长比对8型栅关态漏电流的影响相比直栅可以忽略不计; 任一几何尺寸8型栅NMOS饱和漏极电流在不同辐射总剂量下相比直栅有着良好的稳定性。同时,小宽长比8型栅饱和漏极电流的差异来源于栅源重叠宽度的不同,大宽长比8型栅饱和漏极电流的大小不再受到栅源重叠宽度的影响; 180 nm工艺下不同几何尺寸8型的栅阈值电压在测试中都稳定在0.41 V,显著优于直栅。
8型栅NMOS 辐射总剂量 几何尺寸 关态漏电流 饱和漏极电流 阈值电压 8-shape NMOS TID geometric size off-state leakage current drain saturation current threshold voltage
1 衢州职业技术学院机电工程学院，浙江 衢州 324000
2 浙江工业大学激光制造研究院，浙江 杭州 310027
3 红五环机械股份有限公司，浙江 衢州 324000
为了提高矿用液压立柱的使用寿命，利用激光熔覆技术在立柱用45钢材料表面制备了Fe35A合金。利用数字化测试设备对不同激光功率、扫描速度和送粉速率下制备的熔覆层进行测试，研究试样表面硬度、几何尺寸、显微组织、截面显微硬度的变化规律，得出了激光熔覆的最佳工艺参数。结果表明：在激光功率为2100 W、扫描速度为5 mm/s、送粉速率为15 g/min的最佳激光熔覆参数下制备的熔覆层的质量最佳，熔覆层的显微组织较好，晶粒细小均匀，与基体结合良好，熔覆层表面硬度可达42 HRC，熔覆层横截面显微硬度的均值为643 HV。激光熔覆层的综合力学性能明显高于基体，实现了在45钢基体表面高质量制备Fe35A合金涂层的目的。
激光技术 Fe35A合金粉末 45钢 激光熔覆 硬度 显微组织 几何尺寸 激光与光电子学进展
2021, 58(9): 0914007
桂林电子科技大学机电工程学院, 桂林 541004
为衰减中低频振动噪声, 本文设计了一种非严格对称的开口圆环类声子晶体结构, 基于有限元法和弹性波理论分析了其禁带特性和各方向的振动衰减性能; 结合系统的振动模态解释了带隙打开和关闭的原因, 并分析了几何参数对带隙宽度的影响规律。结果表明: 由于晶体的非严格对称, 仅ΓX方向的传输损耗和禁带特性吻合, 且衰减性能优于MΓ方向, 禁带内平均衰减27.8 dB, 同比提升了5.5 dB。禁带内几乎没有产生位移变形量, 而通带因无法抑制弹性波传播导致变形量显著增大; 芯体的水平和旋转运动是带隙起始、截止的明显标志。以钨为芯体, 能获得起始频率和带宽均为500 Hz的低频带隙, 增大芯体的材料密度、填充率和晶格尺寸有助于获得较低频率的完整带隙。
圆环类声子晶体 带隙结构 方向传输损耗 几何尺寸 振动衰减性能 ring-like phononic crystal band gap structure directional transmission loss geometric size vibration attenuation performance
1 哈尔滨工业大学 光电子技术研究所 可调谐(气体)激光技术重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈工大(北京)军民融合创新研究院有限公司，北京 101300
3 复杂系统控制与智能协同技术重点实验室，北京 100074
4 中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471009
目标三维姿态信息在目标运动分析、目标识别和目标跟踪等领域的应用越来越广泛。现有的OPDVA算法采用基于距离的K-means算法对点法向量进行分类后确定目标坐标系MCS的正方向，求取目标三维姿态角。针对点法向量分类效果不理想的情况，提出了基于Mean Shift点法向量分类的目标三维姿态估计算法(PEMSPNC)。该算法利用不依赖初始参数设定、基于密度聚类的Mean Shift算法，对密度分布不同的不同平面点法向量分类，寻找密度最大处点法向量做为每类代表法向量确定MCS的正方向，然后计算目标姿态角，并根据目标姿态估计结果计算目标尺寸。采用矩形拟合法、OPDVA和PEMSPNC算法分别对仿真和实测目标距离像进行实验。实验结果表明：采用PEMSPNC算法得到的姿态估计结果误差最小，相比于OPDVA算法，平均误差降低了0.443 4°，且对实测数据有较好的处理结果。
激光雷达 Mean Shift算法 姿态估计 几何尺寸估计 Lidar Mean Shift algorithm pose estimation geometric size estimation 红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200109
1 国家数字交换系统工程技术研究中心, 郑州 450002
2 中国人民解放军95807部队
针对变电流投影融合中的阈值选择问题, 提出了一种基于动态时间弯曲的变电流投影融合方法.该方法首先计算不同电流下投影的灰度值-有效边缘梯度序列, 然后利用动态时间弯曲距离对预处理后的序列进行相似匹配, 自动判断最佳融合阈值, 最后根据阈值确定不同电流投影的子区域并对其进行融合, 实现了探测器动态范围的扩展.本文方法计算的各角度下融合阈值的平均误差仅为2.26%, 能够避免人工选择融合阈值的主观性, 基于融合后重建图像的信噪比与几何尺寸测量准确度均优于固定融合阈值的方法.
计算机断层成像 几何尺寸测量 变电流投影融合 有效边缘梯度 动态时间弯曲 Computed tomography Geometric dimensions measurement Multi-current projection fusion Effective edge gradient Dynamic time warping
