光内送粉激光直接成形数值分析

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1、光内送粉激光直接成形数值分析口韩蕊周小进(长安大学工程机械学院陕西·西安710064)摘要：针对光内送粉激光直接成形法中成型件形貌、强度和温度的研究，从激光扫描作用机理和熔覆层形成机理出发，通过模型分析，计算发案分析，理论分析研究，为建立激光、粉末与基板相互作用模型，以及熔覆层与基板相互作用模型，完成对激光熔覆加工形成的成型件形貌、温度场和应力场提供理论依据。关键词：数值分析激光设计机械制造中图分类号：TG174．44文献标识码：A文章编号：1007．3973(2013)012178．02l引言作用等物理过程，建立包括基板的熔化、气固两相流的形成、

2、基于激光熔覆的快速成形技术可以根据三维零件的模型粉末对激光的遮蔽、激光对粉末的加热、熔池熔化粉末、粉末直接制造出各种复杂的金属零件，在航天航空汽车船舶武器与基板的碰撞等数值计算模型，研究激光、粉末与基板之间的装备等领域得到了很大的发展。激光熔覆快速成形技术结合相互作用以及对成型件表面质量、温度、应力等的影响。了激光熔覆与快速成形两大技术的优点，成为目前先进制造2．2熔覆层与基板的相互作用模型技术的一个重要研究方向。针对基板受热后形成熔覆层的形貌、温度和应力分布，以2计算模型分析及激光参数、扫描速度和路径对熔覆层的影响等物理过程，建2．1激光、粉末与

3、基板的相互作用模型立包括熔覆层形貌、温度应力分布、基板变形、熔覆层的生长针对激光对基板的加热熔化作用、粉末与保护气之间形和堆积、成型件表面质量等数值计算模型，研究熔覆层与基板成的气固两相流、激光对粉末的影响、以及粉末与基板的相互的相互作用以及对成型件质量和温度应力的影响。形态学滤波器选用宽度为4的直线型结构元素，其与4阶字滤波后的信号高频噪声基本消除，但低频仍有噪声残留。形直接II型巴特沃斯低通滤波器(截止频率：176Hz)的滤波特性态学滤波后除主频外其他频率幅值接近于零。记录Mat1ab的接近。利用Mat1ab内置的fdatool工具设计巴特沃斯

4、滤波器。运行时间，巴特沃斯滤波时间为O．13709秒，形态学滤波时间分别对仿真信号进行滤波，结果如图2、图3。图2中虚线为仅为0．092377秒。可见形态学滤波器滤波效果更佳，不仅有原始信号，实线为滤波后信号。保相的优点，运算速度快，且消噪效果更佳。4结论数学形态学提供了一种新的非线性的振动信号处理方法。本文通过仿真信号，对数学形态学滤波器与巴特沃斯数字滤波器进行了比较，结果表明，数学形态学滤波器不仅具有优良的低通特性，同时处理后的信号保相特征明显，噪声滤除效果更佳，且对信号处理的速度更快，更适于在线监测和诊断。参考文献：[1】郝如江，卢文秀，褚福

5、磊．滚动轴承故障信号的数学形态学提取方法[J]．中国电机工程学报，2008，28(26)：65．70．[2】罗忠辉，薛晓宁，王筱珍，等．，J、波变换及经验模式分解方法图3滤波后信号频谱图在电机轴承早期故障诊断中的应用[J】．中国电机工程学报，由图1、图2可见，巴特沃斯和形态学滤波器都消除了脉2005，14(7)：125—129．冲干扰，巴特沃斯数字滤波器滤波后波形局部有变形，且存在[3】章立军，杨德斌，徐金梧，等．基于数学形态滤波的齿轮故障相位延迟现象；形态学滤波后的信号基本恢复了原始波形的特征提取方法[J]．机械工程学报，2007，43(2)：7

6、1．75．轮廓，波形更光滑，且保持了相位。由图3可知，巴特沃斯数——融协论坛·2013年第l2期(下)——