铝合金具有密度低、比强度高、耐蚀性强和成型性好等优点, 已经成为高速列车车体轻量化制造的主要材料。激光-MIG复合焊接热输入低、焊接速度快、工艺稳定性高, 是高速列车铝合金车体低变形、高效率、高质量焊接的理想技术。针对高速列车用6 mm厚6082-T6铝合金开展激光-MIG复合焊接工艺特性研究, 系统研究复合焊接工艺参数对焊缝成形及内部气孔缺陷的影响规律, 分析接头的组织特征、硬度分布及力学性能。研究结果表明: 在获得全熔透接头条件下, 激光功率在较大的变化范围内均可获得无气孔缺陷的焊缝; MIG电流显著影响气孔缺陷的分布位置, 当MIG电流大于150 A时气孔缺陷主要分布在焊缝的熔合线附近; 气孔缺陷的含量及尺寸随着焊接速度的增加而显著增加; 热源间距为3 mm左右、保护气流量小于25 L·min-1时均有利于降低气孔缺陷含量。焊缝组织由等轴晶区、柱状晶区、半熔化区和过时效区组成, 电弧作用区的半熔化区和过时效区宽度均大于激光作用区。接头热影响区存在两处明显的软化区域, 分别位于熔合线附近和远离熔合线2~4 mm的区域。接头的平均抗拉强度为255.1 MPa, 达母材的82.3%, 试件断裂于热影响区, 断裂扩展路径基本与熔合线一致, 整体呈现韧性断裂特征。

针对现有葡萄酒检测技术无法快速、高效鉴别葡萄酒品质的问题,基于无需建立标签、调参简单的聚类算法,提出了一种利用激光诱导荧光技术获取葡萄酒光谱信息的方法,实现了酒样鉴别。选取三个品牌、两个年份的四个葡萄酒样本,在同一酒精度的前提下,与水进行1∶10体积配比后,对每个酒样采集100个光谱信息。利用K-均值、自组织竞争网络和自组织特征映射神经网络三个聚类算法进行酒样的鉴别,实验结果表明:在光谱信息分析中,三个聚类算法均表现出较优越的性能,识别准确率均达到99%以上,自组织特征映射神经网络的分类准确率更是达到了100%,平均用时5.875 s,具有较高的鲁棒性和泛化能力。研究结论证明聚类算法对葡萄酒品质的检测是切实可行的。

本文采用激光选区熔化技术(SLM, selective laser melting)制备了0Cr18Ni9不锈钢,通过扫描电子显微镜比较了不同工艺参数下的组织, 同时测试了试样致密度。结果表明, 0Cr18Ni9不锈钢较优工艺参数为激光功率285 W, 扫描速度960 mm/s。微观组织主要由细柱状晶组成, 组织沿多方向凝固, 但大多数都在高度方向上生长。在较优的工艺参数下, 成形的0Cr18Ni9不锈钢的平均缺口拉伸性能为883 MPa, 断口低倍呈纤维状, 高倍呈蜂窝状, 为典型的韧窝形貌, 与成形件良好的缺口拉伸强度相符。

基于优化的SUS301L-HT不锈钢激光-MAG复合焊接工艺施焊,获得了质量等级优异的接头。采用光学显微镜对接头组织进分析,分析结果表明:焊缝的软化最为严重,其组织为奥氏体柱状晶和铁素体;热影响区发生不同程度的回复和再结晶,其硬度高于焊缝。针对接头强度薄弱的焊缝区进行裂纹扩展测试,研究不同阶段的裂纹扩展特性及断口特征,讨论焊缝组织对裂纹扩展过程的影响,结果表明:铁素体是疲劳裂纹的起源位置,并成为裂纹的优先扩展通道。对工艺进行进一步优化可以改善焊缝的裂纹扩展抗力。

采用选区激光熔化(SLM)技术制备了GH4169冲击韧性试样,并对其微观组织进行观察。结果表明:在优选的SLM工艺参数范围内,成形试样中定向凝固的细化柱状晶组织均匀排列,在功率P=260 W、扫描速度ν=0.9 m/s的条件下,GH4169试样的室温韧性值为43.9 J/cm 2,且随着激光功率和扫描速度的增大,冲击韧性值不断降低,冲击试样断口有明显的穿晶断裂特征。

再现大型结构件实际成形热过程，研究了激光熔化沉积TC11钛合金的组织特征与力学性能。结果表明，沉积态试样的粗大柱状晶内α+β网篮组织比等轴晶内的更均匀、细小，等轴晶内分布有大片α集束区，晶界处产生了大量连续α相；由于后续沉积层对已沉积层的表层重熔及热处理效应，层间过渡区产生了明显的α相粗化，α相比例增加，因此沉积态试样的室温力学性能各向异性显著。经过950 ℃保温1 h和550 ℃保温2 h的双重退火后，退火态试样晶界处的连续α相几乎完全破碎，α+β网篮组织分布更加均匀，室温力学性能各向异性完全消除，塑性大幅增强，综合力学性能基本与锻造态的一致。

激光诱导击穿光谱技术具有微损、 原位、 快速分析的特点, 在样品分类识别、 成分分析等领域有广阔的应用前景。 为探索该技术在天然地质样品识别应用的可行性, 提出了一种自组织特征映射神经网络结合相关判别对天然地质样品LIBS光谱分类识别的方法。 为减小全谱中背景噪声等不相关数据干扰、 降低计算量, 在元素谱线归属的基础上进行了特征谱线提取, 实现了高维光谱数据的降维。 以特征谱数据为输入建立网络训练模型, 得到具有输入样本特征的权向量, 通过权向量与待测样本进行相关分析可以实现样品分类。 对16种天然地质样品的分类算法实验证明, 在全谱、 主成分降维和特征谱段三种数据处理方法中, 特征谱的降维和提取LIBS数据主特征效果最优。 改进的SOM网络结合相关判别算法比支持向量机方法和直接应用SOM网络方法的分类准确度更高, 初步证实了该方法的有效性。

针对国产大型客机机身壁板双侧激光同步焊接的铝合金T型接头，系统研究了接头组织特征及力学性能。试验结果表明：从焊缝中心到母材依次存在等轴晶区、柱状晶区、部分熔化区、过热区和母材区5个特征区域，蒙皮侧热影响区是接头最薄弱环节；接头拉伸强度取决于焊缝熔深，平均横向与轴向拉伸强度分别为母材的87.8%和53.1%，试件均起裂于蒙皮焊趾处，断口分别表现为韧性断裂和脆性断裂；平均纵向拉伸强度为母材的90.8%，平均延伸率约为8.4%，断口韧窝小而浅，呈现出韧性与脆性混合断裂特征，熔合线附近焊缝存在撕裂痕迹；疲劳失效首先发生于蒙皮焊趾处并最终断裂于蒙皮，条件疲劳强度约为80.7 MPa；焊趾处断口表现出韧性和脆性混合断裂特征，蒙皮位置呈现脆性断裂特征。

以国产大型客机机身壁板铝合金T型接头双侧激光同步焊接技术的开发为背景，系统地研究了焊接工艺参数与光束姿态对焊缝成形质量的影响，初步探讨了接头的微观组织特征。试验结果表明：采用双侧激光同步焊接方法可以实现机身壁板T型接头的焊接，获得了成形质量良好的接头。激光功率和焊接速度的匹配应使热输入控制在25～35 J/mm之间，同时应匹配合理的送丝速度以保证焊缝表面平滑过渡；在满足熔深及熔合面积要求的前提下，应采用较小的光束入射角度以降低热输入对蒙皮背部的热影响；当光束入射位置偏移桁条0.2 mm左右时，焊缝角度为45°～50°，同时T型接头的拉伸强度达到最大值；必须严格控制光束间距实现双侧熔池相互贯通以保证双侧焊缝对称和提高力学性能。T型接头微观组织存在等轴晶区、柱状晶区、部分熔化区、过热区和母材区等5个特征区域，部分熔化区随着远离焊缝中心越来越窄且蒙皮侧较桁条侧明显。

对国内外近十年来人工神经网络在近红外光谱建模中的应用和研究进行了详细的综述，包括误差反向传播网络、径向基网络、支持向 量机、自组织特征映射网、广义回归神经网络、概率神经网络、小波神经网络、模糊神经网络以及集成神经网络等的应用和研究。概括了这些网络的基 本工作原理及优缺点。最后根据神经网络的发展方向和工农业的发展需求，提出了今后人工神经网络在近红外建模方面的发展方向。