激光裂紋修復(fù)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與研發(fā).pdf

1、金屬結(jié)構(gòu)件在制造和服役過程中不可避免產(chǎn)生各種微觀裂紋，隨著服役時(shí)間的增加，微觀裂紋不斷擴(kuò)展，造成機(jī)械零件的失效，甚至導(dǎo)致突發(fā)性災(zāi)難性事故。本論文以設(shè)計(jì)一種修復(fù)金屬結(jié)構(gòu)件表面微觀表面裂紋的實(shí)驗(yàn)裝置為研究目的，以解決當(dāng)前金屬結(jié)構(gòu)件表面微觀裂紋修復(fù)的問題。
　　首先，從總體上對激光裂紋修復(fù)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析。根據(jù)激光加熱的特點(diǎn)，確定將離焦量和加熱中心點(diǎn)溫度作為測控參數(shù)。同時(shí)，考慮該實(shí)驗(yàn)裝置的其他功能特點(diǎn)，確定了實(shí)驗(yàn)裝置的具體組成部分

2、。
　　其次，確定了采用單一平凸透鏡對激光進(jìn)行聚焦，并比較同軸光路與側(cè)向光路兩種設(shè)計(jì)光路的優(yōu)缺點(diǎn)，最后從避免視覺差的角度考慮選擇了同軸光路。同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求搭建了同軸光路實(shí)驗(yàn)平臺。分析比較國內(nèi)常用送粉器的結(jié)構(gòu)后，確定本實(shí)驗(yàn)選用自重式送粉器的結(jié)構(gòu)，并計(jì)算粉末輸送的氣力輸送條件，以選擇適宜的流量控制器，同時(shí)給出了整個(gè)送粉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
　　然后，根據(jù)激光裂紋修復(fù)實(shí)驗(yàn)裝置的具體組成部分對所需的相關(guān)硬件進(jìn)行選型與安裝，包括激光器

3、及其控制板卡;裂紋檢測所需的相機(jī)、鏡頭和光源;紅外測溫傳感器;超聲波測距傳感器;數(shù)據(jù)采集卡。
　　最后，設(shè)計(jì)了激光裂紋修復(fù)實(shí)驗(yàn)裝置的上位機(jī)軟件控制系統(tǒng)。在簡單介紹了該實(shí)驗(yàn)裝置的上位機(jī)控制系統(tǒng)軟件LabVIEW后，概述了該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)模式，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置的工作流程繪制了程序流程圖，編寫了控制系統(tǒng)的主程序。同時(shí)，分別對視覺采集子程序、數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)據(jù)存儲與報(bào)表子程序和程序前面板進(jìn)行了詳細(xì)說明，并對主程序進(jìn)行了測試試驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)