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公开(公告)号：CN117371211A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311332192.1
申请日：2023-10-16
Applicant: 哈尔滨工业大学 , 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
Abstract: 本发明一种基于螺旋理论的小型复杂薄壁构件磨削过程砂轮磨削点分布确定方法，涉及超精密磨削领域，为解决现有技术缺少基于螺旋理论的球头砂轮磨削点分布确定方法的问题。本发明将砂轮和工件的刚体运动视作运动螺旋，根据螺旋理论，构建第n个运动轴相对于基坐标系Ob的位姿变换矩阵，根据磨削运动链，构建工件坐标系Ow向工具坐标系Ot的变换矩阵；结合工件坐标系Ow下的工件轮廓的数学表达式及工件坐标系Ow向工具坐标系Ot转换矩阵的数学表达式，计算得到工件轮廓上的点在砂轮坐标系中的坐标位置，即得到砂轮磨削点分布情况。通过本发明方法得到的砂轮磨削点分布结果，可用于磨削过程中磨削速度、砂轮磨损、轨迹规划等因素的分析与优化。
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公开(公告)号：CN116810559A
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202310933229.X
申请日：2023-07-27
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明一种半球谐振子高效低损伤磨削的小直径球头砂轮磨削工艺参数优化方法，涉及半球谐振子超精密加工技术领域，为解决现有方法难以在控制半球谐振子亚表面损伤的前提下，兼顾谐振子的加工效率与加工质量对工艺参数进行优化的问题。本发明采用中心复合实验设计方法，建立亚表面损伤深度的响应曲面模型，以高效率和低亚表面损伤深度为约束条件，确定影响工件表面损伤的工艺参数及其范围，将加工过程划分为高效磨削阶段和低损伤磨削阶段，建立损伤抑制模型控制低损伤磨削阶段剩余的理论亚表面损伤深度小于当前磨削工艺参数下的损伤深度，制定高效低损伤的加工工艺路径。本发明方法提高了半球谐振子的加工效率和加工质量。
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公开(公告)号：CN116810502A
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202310932931.4
申请日：2023-07-27
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明一种基于小斑点磁流变抛光的小型曲面类零件亚表面损伤检测方法，涉及超精密加工领域，为解决现有方法存在检测精度受系统的分辨率和运动精度影响较大、检测的精度较低的问题。包括如下过程：对小型曲面零件进行单点抛光，对小型曲面零件进行刻蚀；获取刻蚀后小型曲面零件抛光斑点的三维形貌轮廓，截取其二维轮廓得到抛光斑点截面轮廓，所述抛光斑点截面轮廓包括磨削区域和抛光区域；使用显微镜对刻蚀后抛光斑点的微观表面形貌进行观测，测量抛光斑点处亚表面裂纹消失处距离抛光交界线的水平距离D；重构被去除材料拟合轮廓曲线，计算抛光斑点截面轮廓上裂纹消失处距离被去除材料拟合轮廓曲线的最短距离，得到亚表面损伤深度结果。
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公开(公告)号：CN115854924A
公开(公告)日：2023-03-28
申请号：CN202211505077.5
申请日：2022-11-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/26
Abstract: 本发明提供一种紫外光学元件激光损伤过程中材料喷溅角度的预测方法，属于工程光学技术领域。为解决现有技术采用实验方式对紫外光学元件激光损伤过程中材料喷溅角度进行预测，由于检测装置性能的限制无法精确获得损伤初期等离子体喷溅行为；且对于特定表面微纳缺陷无法重复进行损伤性实验，无法有效预测其激光损伤过程中材料喷溅角度的问题。通过对激光损伤过程中材料喷溅的形成机理进行分析，采用等密度的离子点群模拟紫外光学元件加工表面微纳缺陷区，基于麦克斯韦、牛顿‑洛伦兹物理方程研究高功率激光辐照下缺陷区等离子体演变过程并获得激光损伤过程中材料喷溅角度。通过本发明方法可准确获得紫外光学元件激光损伤过程中材料喷溅角度。
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公开(公告)号：CN115365660A
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN202211068376.7
申请日：2022-09-02
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B23K26/356 , B23K26/14 , B23K26/70
Abstract: 本发明提供了一种基于CO2激光的大口径熔石英元件两步法抛光方法，属于光学元件激光加工技术领域。为了解决现有大口径熔石英元件通过机械加工操作繁琐且表面有缺陷及粗糙度高，现有激光加工造成表面残余应力分布不均，表面易产生裂纹的问题。本发明根据熔石英材料与CO2激光相互作用机理，为提升大口径熔石英元件的初始损伤阈值、提升元件表面质量，提出CO2激光两步法抛光大口径熔石英元件的加工方法，包括表面缺陷的蒸发抛光和表面熔融抛光，最终实现大口径熔石英元件的表面加工。可大幅提升表面质量，降低粗糙度以及表面缺陷；克服了大口径光学元件由于表面残余应力不均匀导致的产生表面裂纹和变形问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115329640A
公开(公告)日：2022-11-11
申请号：CN202211068369.7
申请日：2022-09-02
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G06F30/23 , G06F17/13 , G06F111/10 , G06F119/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明提供一种基于假想温度均匀分布的熔石英元件CO2激光抛光速度优化方法，属于光学加工技术领域。为解决现有CO2激光抛光熔石英元件工艺过程中，由于热量累积导致分布不均匀的假想温度和残余应力会影响光路的传输、导致元件产生较大的变形，甚至产生表面裂纹，严重影响了该工艺的工程应用的问题。本发明以假想温度分布与残余应力分布的对应关系为基础，通过有限元仿真得到CO2激光抛光后熔石英元件内部假想温度二维分布，对抛光过程中瞬时速度进行优化，以实现元件内部假想温度的均匀分布，进而得到残余应力分布均匀的熔石英元件，防止元件表面变形和产生表面裂纹，从而为CO2激光抛光熔石英元件工艺的工程应用提供理论指导和优化方法。
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公开(公告)号：CN114324393A
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202111621354.4
申请日：2021-12-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种熔融石英光学元件加工表面缺陷区引发激光损伤初期能量沉积计算方法，它属于工程光学领域，本发明为解决现有技术缺乏有效的方法用于计算或表征熔融石英光学元件加工表面缺陷区引发激光损伤初期能量沉积的问题；本发明按如下步骤进行：步骤一确定熔融石英光学元件加工表面缺陷区缺陷能级结构；步骤二、获取熔融石英光学元件加工表面缺陷区和无缺陷区受激发产生的荧光发射光谱荧光强度；步骤三、建立光学元件加工表面缺陷区材料非线性离化模型；步骤四、获取熔融石英光学元件无缺陷表面各能级电子密度随时间演变曲线及能量沉积过程中产生的温度；步骤五、获取表征熔融石英光学元件加工表面引发激光损伤初期能量沉积过程的温度和自由电子密度。
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公开(公告)号：CN114264640A
公开(公告)日：2022-04-01
申请号：CN202111621697.0
申请日：2021-12-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种紫外光学元件加工表面微观光伤点缺陷检测方法，它属于工程光学领域。本发明为解决现有技术中缺乏有效的微观光伤点缺陷精确辨识与检测方法的问题，本发明包括如下步骤：步骤一、确定元件加工表面尺寸最大的表面结构缺陷并完成定位；步骤二、获取步骤一定位的缺陷受不同波长激发光作用下产生的荧光发射光谱峰值强度，确定峰值强度最高的激发光波长为最佳激发光波长；步骤三、确定最佳缺陷位置；步骤四、对最佳缺陷位置受激发产生的荧光发射光谱进行高斯谱线拟合分析，确定微观光伤点缺陷的种类和权重大小；步骤五、建立元件加工表面缺陷区微观光伤点缺陷之间的演变规律及对步骤四的结果进行验证。
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公开(公告)号：CN114021276A
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202111276018.0
申请日：2021-10-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G06F30/17 , G06F30/23 , G06F111/10 , G06F119/14 , G06F119/08 , G06F119/06 , G06F119/02
Abstract: 一种基于能量损耗机理分析的半球谐振子结构参数优化方法，涉及半球谐振子结构参数优化技术领域，用以解决现有技术不能对半球谐振子结构参数进行优化以提高品质因数的问题。本发明的技术要点包括：从能量角度定义半球谐振子的品质因数，影响品质因数的阻尼机理包括热弹性阻尼和支撑损耗；建立理想半球谐振子的总品质因数与热弹性阻尼和支撑损耗之间的关系；改变半球谐振子每个结构参数的尺寸，分别计算其对应的总品质因数，选择每个结构参数中总品质因数最高的尺寸为最优结构参数尺寸。本发明提高了半球谐振子结构优化的效率，缩短了半球谐振子的设计周期。
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公开(公告)号：CN113919101A
公开(公告)日：2022-01-11
申请号：CN202111275972.8
申请日：2021-10-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G06F30/17 , G06F30/27 , G06N3/00 , G06F111/10 , G06F111/04
Abstract: 一种基于响应曲面法和粒子种群优化算法的球头砂轮磨削工艺参数优化方法，涉及磨削工艺参数优化技术领域，用以解决现有技术由于不能有效获取最优磨削工艺参数导致影响工件表面加工质量的问题。本发明的技术要点包括：采用响应曲面法对工件进行磨削加工工艺实验，基于实验数据建立工件表面粗糙度和材料去除率关于磨削参数的数学模型；以获得的数学模型作为目标函数，采用粒子种群优化算法求出全局最优解即获得磨削参数最优解。本发明减少了实验工作量，提高了优化结果的准确度与可信度，采用本发明方法获得的最优磨削参数对工件进行磨削加工，工件加工后的面型精度与表面质量显著提高。本发明可应用于各类磨削加工过程中工艺参数的优化。
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