金屬增材制造（Additive manufacturing,AM）技術(shù)具有精確還原原型、快速成形等特點,可以制造各種復雜器件,在航空領域、機械領域以及軍事領域均有很好的應用前景。然而,增材制造加工過程中存在著由于設備精度控制原因造成材料過損的問題,使成形零件產(chǎn)生缺陷。由于鉻元素可以增強增材制造材料的塑形率,通過對材料鉻元素的實時監(jiān)測可以對零件的成形質(zhì)量進行預測判斷。因此,實現(xiàn)對增材制造制造過程的實時監(jiān)測、對成分元素的精確檢測對于成形質(zhì)量的控制十分重要。激光誘導擊穿光譜技術(shù)（Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS）因具備樣品無需預處理、可同時快速分析多元素以及遠距離實時在線檢測等特點,在金屬成分監(jiān)測領域具有廣泛的實用化前景。本文利用LIBS技術(shù)對增材制造材料中的鉻（Cr）元素進行監(jiān)測,并解決了監(jiān)測過程中的一些關(guān)鍵因素問題,如提高三維移動平臺的控制精度,激光能量、脈沖間隔、光譜儀采集延時、激光焦點距離和激光波長對監(jiān)測的影響,同時,對如何提高監(jiān)測Cr元素的穩(wěn)定性和精確性以及增材制造成形零件中的缺陷進行精準識別方法研究,本文的具體研究內(nèi)容如下:1、針... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學吉林省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 增材制造監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 LIBS監(jiān)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 文章研究內(nèi)容及章節(jié)安排
    1.4 本章小結(jié)
第2章 增材制造監(jiān)測系統(tǒng)原理及模型研究
    2.1 監(jiān)測系統(tǒng)設計原理
        2.1.1 激光輻射原理
        2.1.2 等離子體信號采集原理
        2.1.3 同步控制原理
        2.1.4 三維移動平臺設計原理
    2.2 單變量數(shù)學模型
        2.2.1 絕對強度法
        2.2.2 內(nèi)標法
    2.3 多變量數(shù)學模型
    2.4 數(shù)學模型評價指標
    2.5 本章小結(jié)
第3章 增材制造監(jiān)測系統(tǒng)平臺搭建
    3.1 監(jiān)測系統(tǒng)方案設計
    3.2 監(jiān)測系統(tǒng)硬件平臺搭建
        3.2.1 激光輻射模塊
        3.2.2 等離子體信號采集模塊
        3.2.3 同步控制系統(tǒng)
        3.2.4 三維移動平臺設計
    3.3 監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺設計
        3.3.1 光譜數(shù)據(jù)分析
        3.3.2 圖像數(shù)據(jù)分析
        3.3.3 數(shù)據(jù)處理
        3.3.4 運動軌跡設計
    3.4 監(jiān)測樣品制備
    3.5 本章小結(jié)
第4章 增材制造監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)研究
    4.1 元素譜線的選取
    4.2 實驗參數(shù)及范圍選取
        4.2.1 激光能量對監(jiān)測的影響
        4.2.2 脈沖間隔對監(jiān)測的影響
        4.2.3 采集延時對監(jiān)測的影響
        4.2.4 焦距對監(jiān)測的影響
        4.2.5 激光波長對監(jiān)測的影響
    4.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)定量分析
        4.3.1 基于絕對強度法對監(jiān)測數(shù)據(jù)研究
        4.3.2 基于偏最小二乘法監(jiān)測數(shù)據(jù)研究
        4.3.3 基于最小二乘-支持向量機監(jiān)測數(shù)據(jù)研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 增材制造系統(tǒng)缺陷監(jiān)測研究
    5.1 增材制造系統(tǒng)缺陷特征
        5.1.1 缺陷分類和產(chǎn)生機理分析
        5.1.2 缺陷特征提取
    5.2 增材制造缺陷識別精度提高方法研究
        5.2.1 基于偏最小二乘的缺陷識別
        5.2.2 基于LSSVM的缺陷識別
    5.3 預判結(jié)果驗證
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介
攻讀碩士學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[7]激光誘導擊穿光譜結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡測定地質(zhì)標樣中的鐵含量[J]. 胡楊,李子涵,呂濤.  激光與光電子學進展. 2017(05)
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博士論文
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[2]基于定量離心分層技術(shù)的快速血液檢測關(guān)鍵技術(shù)與裝置研究[D]. 崔秀美.中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院 2013
[3]金屬粉末選擇性激光熔化成形的關(guān)鍵基礎問題研究[D]. 李瑞迪.華中科技大學 2010

碩士論文
[1]基于DP-LIBS分析合金微量成分的關(guān)鍵問題研究[D]. 牛鴻飛.長春工業(yè)大學 2018
[2]Inconel 625鎳基高溫合金選區(qū)激光熔化工藝及性能研究[D]. 李磊.哈爾濱理工大學 2018
[3]空間約束下激光誘導銅等離子體光譜研究[D]. 王瑩.吉林大學 2017
[4]激光選區(qū)熔化Ni 625合金工藝基礎研究[D]. 張潔.華中科技大學 2015
[5]Cr元素檢測的激光誘導擊穿光譜研究[D]. 艾卓.沈陽理工大學 2015
[6]激光-TIG電弧復合焊接等離子體形態(tài)與焊縫特征的研究[D]. 趙子強.北京工業(yè)大學 2011
[7]金屬粉末選擇性激光熔化成形模擬及試驗研究[D]. 李佳桂.華中科技大學 2007



本文編號：3094997