通过激光熔覆实验、金相实验、残余应力检测及熔覆试件静拉伸实验, 研究了激光熔覆试件机械性能的变化规律。实验发现熔覆试件重熔区有粗大的魏氏体组织产生, 熔覆过程在熔覆试件内引入残余拉应力, 熔覆试件抗拉强度相较于基体试件有一定程度的降低, 熔覆试件伸长率相较于基体试件而言有大幅降低, 实验结果表明熔覆试件的各类机械性能较基体材料而言有不同程度的降低, 即激光熔覆后基体材料产生了一定程度的损伤。研究对此类损伤进行了定量分析, 构建了熔覆损伤定量评估模型, 为改善激光熔覆质量提供了理论依据。

为克服红外热像法的不足,提出一种基于表面红外偏振热像特征的金属疲劳损伤评估方法。首先给出金属疲劳损伤评估偏振热成像的理论基础,然后通过实验说明疲劳损伤过程表面微观形貌的变化规律,再基于Tsalis熵进行目标图像分割并分析其特征,最后通过主成分分析进行特征选择并构建基于BP(back propagation)神经网络的非线性预测模型。结果表明,模型训练、验证、测试结果与实际实验测量值具有较好的相关性,Q235平板试件的拉-拉疲劳损伤预测平均误差小于20%。

研究了1.06 μm连续激光辐照损伤CCD探测器的进程及不同损伤阶段CCD探测器成像能力的削弱程度。通过电子显微镜(SEM)扫描分析损伤机理, 结合损伤状态下的CCD图像, 解释了各损伤阶段成像质量变化的原因。结果表明：在点损伤阶段, 微透镜熔融汽化, 失去聚焦光束的能力, 使得进光量减少, 图像灰度降低, 同时汽化的微透镜冷却后附着在封装玻璃表面, 这是成像质量下降的主要原因; 在线损伤阶段, 激光对探测器多层结构有更深层次的损伤, 使得部分像元失去成像能力, 加上激光对封装玻璃的损伤, 使得CCD探测器的成像能力逐渐降低。以已有的评估方法为基础, 通过清晰度评定和形态学检测相结合的方式, 建立了损伤评估模型, 对不同损伤阶段的成像能力和成像质量进行评估, 获得了损伤时间、损伤形貌、损伤阶段和探测器成像能力的对应关系。

对描述激光辐照生物组织光热响应的经典生物热传递模型和生物热波模型进行比较,分析两种模型的适用条件及影响因素。结果表明,当激光辐照时间接近或小于生物组织热释放时间时,基于生物热波模型的结果与经典生物热传导模型的结果差异明显,采用后者对热损伤进行评估引起的误差较大。对于生物热波模型,考察点所在深度越浅,非傅里叶导热特征越明显。比较两种生物热传导模型,第一层血液灌注率和吸收系数对辐射原点的瞬态温度分布均有影响,但不改变其热特征。