激光熱處理優(yōu)化控制研究

     目錄
   1引論
    1.1概述
    1.2激光功率密度分布對熱處理結(jié)果的影響
    1.3激光光束的優(yōu)化變換
    1.4光束掃描速度對激光淬火結(jié)果的影響
    1.5工件邊界對熱作用的影響及作用光束的實時變換
    1.6激光熱處理實時控制系統(tǒng)探析
    參考文獻
    2激光熱處理優(yōu)化控制的數(shù)學(xué)模型
    2.1激光熱處理優(yōu)化控制的簡易模型
    2.1.1具有表面熱源的半無限大材料熱傳導(dǎo)方程的解及其快速計算
    2.1.2激光熱處理工藝優(yōu)化的數(shù)學(xué)原則
    2.1.3數(shù)值計算實例
    2.1.4以Ac1為界的相變模型
    2.1.5常規(guī)熱處理和激光熱處理的區(qū)別
    2.1.6激光熱處理優(yōu)化的簡易模型
    2.2碳鋼球化體的激光相變硬化數(shù)學(xué)模擬
    2.2.1數(shù)學(xué)模型
    2.2.2數(shù)值分析
    2.2.3溫度場計算及潛熱校正問題
    2.3碳鋼球化體激光相變硬化模型的實驗驗證
    2.3.1實驗方法與輸入?yún)?shù)
    2.3.2實驗結(jié)果與分析
    2.4片狀珠光體碳鋼的激光相變硬化的理論計算及實驗驗證
    2.4.1理論分析
    2.4.2數(shù)值計算與實驗結(jié)果的比較
    2.4.3實驗結(jié)果分析
    參考文獻
   3紅外大功率激光的測量
    3.1直邊衍射條紋的間距公式及其在激光測量中的應(yīng)用
    3.1.1平面波菲涅耳直邊衍射條紋的間距公式
    3.1.2球面波菲涅耳直邊衍射條紋的間距公式
    3.1.3菲涅耳直邊衍射條紋的間距公式在光學(xué)測量中的應(yīng)用
    3.2激光功率密度實時測量系統(tǒng)LBA的研究
    3.2.1“LBA”檢測儀的測量原理
    3.2.2直接來自LBA探測儀的測試信號特征分析
    3.2.3測量信息處理實例
    3.3紅外大功率激光功率密度分布的簡易測試
    3.3.1測量方法簡介
    3.3.2理論證明
    3.3.3減小測量誤差的簡單討論及測試實例
    3.4二氧化碳激光功率密度分布測量的數(shù)據(jù)處理
    3.4.1熱敏紙及常用復(fù)印白紙的熱敏特性
    3.4.2圖像取樣及數(shù)據(jù)處理
    3.4.3測試數(shù)據(jù)的定標(biāo)
    3.4.4對衍射影響的補償
    3.5圖像疊加法測量大功率激光功率密度分布
    3.5.1圖像疊加法測量原理
    3.5.2激光束功率密度的實際測量
    3.5.3圖像疊加法的測量誤差
    3.6大功率紅外激光功率密度分布的實時檢測
    3.6.1實時采樣裝置簡介
    3.6.2理論研究
    3.6.3討論
    參考文獻
   4激光變換光學(xué)系統(tǒng)
    4.1簡單分割疊加變換系統(tǒng)
    4.1.1高斯光帶變換系統(tǒng)
    4.1.2矩形光斑變換裝置
    4.1.3簡單分割疊加變換系統(tǒng)小結(jié)
    4.2分束疊像光學(xué)變換系統(tǒng)
    4.2.1分束疊像變換與簡單疊加變換的理論比較
    4.2.2反射式方形激光斑疊像器
    4.2.3衍射計算在光學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用
    4.3激光熱處理實時變換系統(tǒng)
    4.3.1光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介
    4.3.2理論研究
    4.3.3理論研究與實驗結(jié)果的比較
    參考文獻
   5金屬非熔凝激光熱處理中的熱作用及相變硬化帶計算
    5.1熱傳導(dǎo)方程及激光熱作用分析方法
    5.1.1熱傳導(dǎo)方程
    5.1.2金屬非熔凝激光熱處理的熱作用求解方法
    5.1.3熱傳導(dǎo)方程的解析解
    5.2熱傳導(dǎo)方程解析解的討論
    5.2.1利用“像光源”處理簡單邊界問題
    5.2.2熱傳導(dǎo)方程的解析解與數(shù)值計算的比較
    5.2.3幾個常用的溫度場計算公式
    5.3相變硬化帶的理論計算
    5.3.1利用溫度場解析公式及Ac1為界的相變模型直接計算
    5.3.2相變硬化帶的快速估計
    參考文獻
   6幾種光學(xué)變換系統(tǒng)的熱作用研究
    6.1非熔凝激光熱處理中光的干涉和衍射結(jié)構(gòu)的熱作用研究
    6.2矩形光斑疊像器的熱作用研究
    6.2.1光斑功率密度分布的幾何光學(xué)描述
    6.2.2溫度場計算公式的建立
    6.2.3數(shù)值計算和實驗測量的比較
    6.3激光寬帶聚焦系統(tǒng)及其熱作用研究
    6.3.1光學(xué)系統(tǒng)簡介
    6.3.2光學(xué)系統(tǒng)的幾何光學(xué)討論
    6.3.3溫度場計算公式及實驗研究
    6.4激光熱處理光束實時變換系統(tǒng)的熱作用
    6.4.1實時變換系統(tǒng)的幾何光學(xué)討論
    6.4.2光學(xué)系統(tǒng)熱作用公式的建立及熱作用的實時模擬
    參考文獻
   7激光熱處理熱應(yīng)力研究
    7.1鐵基材料熱處理后表面的殘余熱應(yīng)力形成分析
    7.2激光熱處理熱應(yīng)力計算
    7.2.1熱彈性理論的基本方程
    7.2.2半無限大介質(zhì)表面有移動面熱源時的準(zhǔn)定常熱應(yīng)力
    7.2.3激光熱處理中的熱沖擊問題
    7.3利用X射線衍射法測量殘余應(yīng)力
    7.3.1晶體X射線衍射的布拉格方程
    7.3.2殘余應(yīng)力的X射線衍射測量
    參考文獻
   8激光熱處理實驗與應(yīng)用實例
    8.1簡單聚焦光束熱處理
    8.1.1實驗裝置及材料
    8.1.2熱處理參數(shù)的選擇原則
    8.1.3實驗結(jié)論與應(yīng)用實例
    8.2矩形光斑疊像器對硬化帶形貌的控制研究
    8.2.1實驗裝置及材料
    8.2.2熱處理工藝參數(shù)的設(shè)計
    8.2.3實驗結(jié)論及討論
    8.3矩形光斑疊像器用于溝槽表面相變硬化
    8.3.1實驗裝量及材料
    8.3.2熱處理工藝參數(shù)的設(shè)計
    8.3.3實驗結(jié)論
    參考文獻
   附錄A 光波衍射的菲涅耳近似
    A.1基爾霍夫積分定律
    A.2平面衍射物的基爾霍夫衍射公式及瑞利－索末菲公式
    A.3衍射計算的菲涅耳近似
   附錄B 二維傅里葉變換
    B.1定義和存在條件
    B.2傅里葉變換定理
    B.2.1線性定理
    B.2.2相似性定理
    B.2.3相移定理
    B.2.4帕色伏定理
    B.2.5卷積定理
    B.2.6自相關(guān)定理
    B.2.7傅里葉積分定理
   附錄C 幾個常用函數(shù)
    C.1矩形函數(shù)
    C.2sinc函數(shù)
    C.3符號函數(shù)
    C.4階躍函數(shù)
    C.5三角函數(shù)
    C.6園域函數(shù)
    C.7狄拉克8函數(shù)
    C.7.1δ函數(shù)的定義
    C.7.28函數(shù)的主要性質(zhì)
    C.8梳狀函數(shù)
   附錄D 常用函數(shù)的傅里葉變換對
   附錄E 熱物性系數(shù)為常量的無限大連續(xù)介質(zhì)中熱
   傳導(dǎo)方程的解
   作者后記