激光加工工艺对功能结构表面质量的影响
发布时间：2021-06-20 18:28
频率选择表面（Frequency Selective Surface,简称FSS）作为功能性结构的一个代表,是一种周期性的具有空间滤波特性的频率选择结构。鉴于其电磁特性独特,FSS在隐身领域广泛应用,在复杂的电磁场中表现出滤波作用。尤其是在不可展频率选择表面上加工单元图形依旧存在许多问题。本文以方环形单元和Y形单元作为研究对象,运用激光分区加工的方法完成加工实验,与此同时,对加工单元图形进行质量分析,研究激光加工工艺对功能结构表面质量的影响。首先,为了实现对曲面盖板的整体双面加工。先借助三坐标测量仪对样件进行了测量,然后通过Creo4.0软件对其进行建模取点,接着在Matlab软件中利用修正的点投影算法获得初步打标图案,根据分区原则对其进行区域划分,再通过Coreldraw软件将初步打标图转换成标刻软件能识别的打标图进而完成激光加工。对铝镀层样件进行激光加工试验,探讨延时参数、轮廓相关参数以及填充相关参数对单元图形加工质量的影响。最终找到加工质量较好的加工参数组合。为了表征单元图形的加工质量,本文使用材料去除率或均方根差结合单元图形加工形貌来表征单元图形的加工效果。为了研究在铝镀层、银...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
曲面盖板制件
其次是在50mm×40mm的环型制件上加工Y形加工单元,如下图1.9c所示的。运用同样的处理方式,其整体模型如下图1.9d所示。根据曲面制件的加工幅面结合激光器的加工范围,第一步,对加工平台进行改造,减小大幅面制件的加工阻碍;第二步是依本次实验所用激光器的加工范围和焦深特性确定分区原则;第三步是加工建模生成所需的打标图;第四步是初步实验,依据实际加工效果和激光器加工特性优化投影算法;第五步是二次实验,掌握不同表层材料在此激光器下随加工工艺参数组合不同设置时的形貌质量和尺寸精度变化规律,并把形貌质量与尺寸精度结合起来作为加工质量的评价标准;最后一步是加工高质量的产品,实现样件的高效加工。由于论证电磁特性所做的电磁测试相关试验费用较贵,而又要确定样件的加工精度对曲面制件的电磁特性的影响,遂本文采取CST软件仿真分析,总结各尺寸、周期等的变化对它的作用规律,间接归纳出用激光加工手段制备的曲面制件加工精度对其电磁特性的作用。本文需要做的工作总结如下:
材料加热过程中的温度变化由激光的功率密度大小以及作用时间长短综合作用决定,小功率密度用来加热材料,实现材料熔化蒸发的概率为零。当功率密度增大,上升到106~107W/cm2时,材料慢慢开始熔化;当功率密度超过107W/cm2时,加工材料会因为蒸发而遭受破坏。因此,激光辐射到材料内部发生的彼此相互作用过程与激光的功率密度以及作用时间两个因素密切有关,与此同对应地调整这两个加工工艺参数就能够获得不一样的能量条件。如果再附加其他相关的各种不同的措施,便能够开展各种激光标刻加工的工艺操作了。激光与金属材料两者的相互作用总结起来主要包括有以下几种效应:
【参考文献】：
期刊论文
[1]一体化曲面共形频率选择表面雷达罩[J]. 王向峰,高炳攀,任志英,林炎章,陈盈. 光学精密工程. 2018(06)
[2]无人作战飞机天线多层频率选择表面技术[J]. 任然,芮锡. 电讯技术. 2017(07)
[3]复合FSS的毫米波“矩形化”通带频率选择天线罩[J]. 赵伟,刘建新,赵腾伦. 现代雷达. 2016(06)
[4]基于立体打印技术制作曲面频率选择表面[J]. 高劲松. 实验室研究与探索. 2015(03)
[5]多元随机误差对频率选择表面电磁特性的影响[J]. 马鑫,万国宾,郭云. 系统工程与电子技术. 2014(07)
[6]具有低空气隙敏感度的雪花单元频率选择表面[J]. 王岩松,高劲松,陈新,赵晶丽. 光学精密工程. 2013(08)
[7]选择性透波天线罩技术综述[J]. 方满雄,黄河. 教练机. 2011(02)
[8]频率选择表面A夹层雷达罩的传输特性[J]. 蒙志君,吕明云,武哲,祝明. 光学精密工程. 2010(05)
[9]单元形状的微小改变对频率选择表面电性能的影响[J]. 黄敏杰,吕明云,黄俊,武哲. 系统工程与电子技术. 2009(07)
[10]单层带通FSS结构中空气间隙的影响[J]. 蒙志君,吕明云,武哲,黄俊. 电波科学学报. 2008(06)
博士论文
[1]有限大频率选择表面及其在雷达罩上的应用研究[D]. 张建.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[2]小型化频率选择表面研究[D]. 王秀芝.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]厚屏频率选择表面设计及工艺研究[D]. 方春易.长春理工大学 2011
[4]多层平面周期结构的电磁特性研究[D]. 张建成.西安电子科技大学 2009
硕士论文
[1]曲面FSS天线罩成型工艺及其误差对电磁特性的影响研究[D]. 高文德.大连理工大学 2019
[2]激光加工工艺参数对不可展FSS表面质量和电磁特性的影响研究[D]. 邢校菖.大连理工大学 2018
[3]泡沫折叠夹芯结构的制备及性能研究[D]. 王城南.大连理工大学 2017
[4]频率选择表面技术及在天线罩设计方面的应用[D]. 王平友.电子科技大学 2017
[5]不可展频率选择表面的加工方法研究[D]. 方家萌.大连理工大学 2016
[6]雷达罩频率选择表面的设计及激光精密加工技术研究[D]. 魏鑫磊.温州大学 2016
[7]复合材料折叠夹芯结构制备及力学性能研究[D]. 蔡克乾.大连理工大学 2015
[8]频率选择结构机载天线罩电信设计与实现[D]. 孙世宁.山东大学 2014
[9]褶皱夹芯结构的基本力学性能研究[D]. 任永锋.哈尔滨工业大学 2014
[10]曲面频率选择表面的研究与实现[D]. 梁冰苑.北京理工大学 2014
本文编号：3239706
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
曲面盖板制件
其次是在50mm×40mm的环型制件上加工Y形加工单元,如下图1.9c所示的。运用同样的处理方式,其整体模型如下图1.9d所示。根据曲面制件的加工幅面结合激光器的加工范围,第一步,对加工平台进行改造,减小大幅面制件的加工阻碍;第二步是依本次实验所用激光器的加工范围和焦深特性确定分区原则;第三步是加工建模生成所需的打标图;第四步是初步实验,依据实际加工效果和激光器加工特性优化投影算法;第五步是二次实验,掌握不同表层材料在此激光器下随加工工艺参数组合不同设置时的形貌质量和尺寸精度变化规律,并把形貌质量与尺寸精度结合起来作为加工质量的评价标准;最后一步是加工高质量的产品,实现样件的高效加工。由于论证电磁特性所做的电磁测试相关试验费用较贵,而又要确定样件的加工精度对曲面制件的电磁特性的影响,遂本文采取CST软件仿真分析,总结各尺寸、周期等的变化对它的作用规律,间接归纳出用激光加工手段制备的曲面制件加工精度对其电磁特性的作用。本文需要做的工作总结如下:
材料加热过程中的温度变化由激光的功率密度大小以及作用时间长短综合作用决定,小功率密度用来加热材料,实现材料熔化蒸发的概率为零。当功率密度增大,上升到106~107W/cm2时,材料慢慢开始熔化;当功率密度超过107W/cm2时,加工材料会因为蒸发而遭受破坏。因此,激光辐射到材料内部发生的彼此相互作用过程与激光的功率密度以及作用时间两个因素密切有关,与此同对应地调整这两个加工工艺参数就能够获得不一样的能量条件。如果再附加其他相关的各种不同的措施,便能够开展各种激光标刻加工的工艺操作了。激光与金属材料两者的相互作用总结起来主要包括有以下几种效应:
【参考文献】：
期刊论文
[1]一体化曲面共形频率选择表面雷达罩[J]. 王向峰,高炳攀,任志英,林炎章,陈盈. 光学精密工程. 2018(06)
[2]无人作战飞机天线多层频率选择表面技术[J]. 任然,芮锡. 电讯技术. 2017(07)
[3]复合FSS的毫米波“矩形化”通带频率选择天线罩[J]. 赵伟,刘建新,赵腾伦. 现代雷达. 2016(06)
[4]基于立体打印技术制作曲面频率选择表面[J]. 高劲松. 实验室研究与探索. 2015(03)
[5]多元随机误差对频率选择表面电磁特性的影响[J]. 马鑫,万国宾,郭云. 系统工程与电子技术. 2014(07)
[6]具有低空气隙敏感度的雪花单元频率选择表面[J]. 王岩松,高劲松,陈新,赵晶丽. 光学精密工程. 2013(08)
[7]选择性透波天线罩技术综述[J]. 方满雄,黄河. 教练机. 2011(02)
[8]频率选择表面A夹层雷达罩的传输特性[J]. 蒙志君,吕明云,武哲,祝明. 光学精密工程. 2010(05)
[9]单元形状的微小改变对频率选择表面电性能的影响[J]. 黄敏杰,吕明云,黄俊,武哲. 系统工程与电子技术. 2009(07)
[10]单层带通FSS结构中空气间隙的影响[J]. 蒙志君,吕明云,武哲,黄俊. 电波科学学报. 2008(06)
博士论文
[1]有限大频率选择表面及其在雷达罩上的应用研究[D]. 张建.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[2]小型化频率选择表面研究[D]. 王秀芝.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]厚屏频率选择表面设计及工艺研究[D]. 方春易.长春理工大学 2011
[4]多层平面周期结构的电磁特性研究[D]. 张建成.西安电子科技大学 2009
硕士论文
[1]曲面FSS天线罩成型工艺及其误差对电磁特性的影响研究[D]. 高文德.大连理工大学 2019
[2]激光加工工艺参数对不可展FSS表面质量和电磁特性的影响研究[D]. 邢校菖.大连理工大学 2018
[3]泡沫折叠夹芯结构的制备及性能研究[D]. 王城南.大连理工大学 2017
[4]频率选择表面技术及在天线罩设计方面的应用[D]. 王平友.电子科技大学 2017
[5]不可展频率选择表面的加工方法研究[D]. 方家萌.大连理工大学 2016
[6]雷达罩频率选择表面的设计及激光精密加工技术研究[D]. 魏鑫磊.温州大学 2016
[7]复合材料折叠夹芯结构制备及力学性能研究[D]. 蔡克乾.大连理工大学 2015
[8]频率选择结构机载天线罩电信设计与实现[D]. 孙世宁.山东大学 2014
[9]褶皱夹芯结构的基本力学性能研究[D]. 任永锋.哈尔滨工业大学 2014
[10]曲面频率选择表面的研究与实现[D]. 梁冰苑.北京理工大学 2014
本文编号：3239706
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