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激光焊接温度场数值模拟 被引量:31
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作者 薛忠明 顾兰 张彦华 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期79-82,共4页
深入分析了激光焊接小孔传热模型的特点 ,在此基础上选取合适的热源形式 ,研究了移动线热源和高斯分布热源作用下 ,准稳态与瞬态激光焊接温度场。利用MAT LAB软件及ANSYS有限元分析程序对激光焊接温度场分别进行了计算及模拟 ,并且将两... 深入分析了激光焊接小孔传热模型的特点 ,在此基础上选取合适的热源形式 ,研究了移动线热源和高斯分布热源作用下 ,准稳态与瞬态激光焊接温度场。利用MAT LAB软件及ANSYS有限元分析程序对激光焊接温度场分别进行了计算及模拟 ,并且将两种分析结果进行了比较。最后还将有限元的模拟值与实测值进行了对比分析 ,进一步验证了小孔模型与高斯热源在激光焊接温度场模拟中的适用性。 展开更多
关键词 激光焊接 温度场 数值模拟 有限元
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3D激光熔覆陶瓷-金属复合涂层温度场的有限元仿真与计算 被引量:29
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作者 应丽霞 王黎钦 +3 位作者 陈观慈 古乐 郑德治 李文忠 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第7期24-28,共5页
通过建立移动激光高斯热源作用下三维熔覆温度场的计算机数值分析模型 ,在分析过程中引入了复合材料热物性参数的计算方法 ,考虑了相变潜热和辐射对流散热等因素 ,用ANSYS中的ADPL语言编制了相应的计算机程序 ,具有较高的计算精度。在... 通过建立移动激光高斯热源作用下三维熔覆温度场的计算机数值分析模型 ,在分析过程中引入了复合材料热物性参数的计算方法 ,考虑了相变潜热和辐射对流散热等因素 ,用ANSYS中的ADPL语言编制了相应的计算机程序 ,具有较高的计算精度。在不同的工艺参数条件下 ,用该模型对激光熔覆陶瓷 金属复合涂层温度场进行了分析计算 ,得出了熔覆过程中试样表面、端面的温度等值线分布和温度梯度分布 ,预测了熔池的轮廓、热影响区的形状、交界面的结合情况等 ,为研究激光熔覆陶瓷 金属复合材料涂层的覆层成型和凝固机制、根据熔覆层的材料设计要求选择激光熔覆工艺参数等提供了依据。 展开更多
关键词 激光熔覆 陶瓷 金属复合涂层 有限元法 温度场
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激光熔覆Inconel718镍基合金温度场与应力场模拟 被引量:41
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作者 戴德平 蒋小华 +4 位作者 蔡建鹏 芦凤桂 陈源 李铸国 邓德安 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期113-120,共8页
以Abaqus软件为平台,开发了用于模拟激光熔覆过程温度场和应力场的非线性有限元计算方法。根据激光熔覆过程的特点,通过开发Abaqus用户子程序建立了相应的移动热源模型。利用开发的计算方法,对激光单道单层熔覆、单道双层熔覆和单道十... 以Abaqus软件为平台,开发了用于模拟激光熔覆过程温度场和应力场的非线性有限元计算方法。根据激光熔覆过程的特点,通过开发Abaqus用户子程序建立了相应的移动热源模型。利用开发的计算方法,对激光单道单层熔覆、单道双层熔覆和单道十层熔覆过程的温度场和应力场进行了数值模拟。基于数值模拟结果,对激光熔覆的温度场特征和焊接应力的演化过程进行了探究。数值模拟得到的温度-应力演化过程结果将有助于理解激光熔覆过程中冶金缺陷(如热裂纹)的形成机理和提出相应的防止对策。 展开更多
关键词 激光技术 激光熔覆 有限元 移动热源 温度场 残余应力
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激光熔覆三维温度场数值模型的建立与验证 被引量:24
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作者 徐庆鸿 郭伟 +1 位作者 田锡 唐李智 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期58-62,共5页
综合考虑了激光熔覆热流施加、材料传热两方面的自身特点(在热源施加方面,激光熔覆是小面积、快速、分布不均匀的热流输入形式;在材料传热方面,激光熔覆是多层异质、预置涂层多孔非实质的材料传热方式),建立了合理的激光熔覆数值... 综合考虑了激光熔覆热流施加、材料传热两方面的自身特点(在热源施加方面,激光熔覆是小面积、快速、分布不均匀的热流输入形式;在材料传热方面,激光熔覆是多层异质、预置涂层多孔非实质的材料传热方式),建立了合理的激光熔覆数值模型,利用有限元法,通过计算模拟,结果表明:所得激光熔覆温度场模拟结果与实际测量情况吻合良好,从而证明了本文数值模型的正确性,为今后各种参数下激光熔覆的温度场模拟提供了一理论基础。 展开更多
关键词 激光熔覆 数值模拟 温度场 三维
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薄板激光焊接温度场的数值研究 被引量:23
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作者 刘顺洪 万鹏腾 +2 位作者 胡良果 李志远 余蔚 《电焊机》 2001年第8期16-19,28,共5页
进行了薄板激光焊温度场的分析与数值模拟 ,在空间域上用加权余量法 ,时间域上用有限差分法离散 ,建立了有限元方程 ,并编制了相应的程序。在程序中考虑了材料热物性参数的温度相关性、熔化潜热以及对流辐射等对温度场的影响 ,为进一步... 进行了薄板激光焊温度场的分析与数值模拟 ,在空间域上用加权余量法 ,时间域上用有限差分法离散 ,建立了有限元方程 ,并编制了相应的程序。在程序中考虑了材料热物性参数的温度相关性、熔化潜热以及对流辐射等对温度场的影响 ,为进一步分析应力应变场奠定了基础。最后对程序计算结果与实验结果作了比较 。 展开更多
关键词 激光焊 温度场 有限元分析 数值模拟
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激光激发板状材料中超声导波的有限元数值模拟 被引量:28
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作者 许伯强 倪晓武 +1 位作者 沈中华 陆建 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期621-625,共5页
材料表面吸收激光辐照的能量后 ,产生瞬态温度场 ,引起表面层的局部热膨胀 ,产生超声波沿不同方向传播。激光超声具有非接触、宽频带、多模态的特点 ,提供了材料的弹性性质和材料无损检测的有效手段。考虑激光作用过程中材料热物理参数... 材料表面吸收激光辐照的能量后 ,产生瞬态温度场 ,引起表面层的局部热膨胀 ,产生超声波沿不同方向传播。激光超声具有非接触、宽频带、多模态的特点 ,提供了材料的弹性性质和材料无损检测的有效手段。考虑激光作用过程中材料热物理参数随温度变化的特性 ,用有限元方法数值模拟激光在板状材料中激发瞬态温度场 ,建立热弹机制下超声导波的产生和传播的有限元模型。数值模拟的结果表明 :材料中瞬态温度场分布在材料的表面层的非常小的区域 ,温升区域是产生超声的体源。分析近场和远场接收的超声导波的表面波形的传播特征 ,讨论激光输入参数和激光产生超声波特征之间的关系 。 展开更多
关键词 激光技术 有限元方法 温度场 超声
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激光制造中金属粉末流浓度场的检测 被引量:28
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作者 杨洗陈 雷剑波 +1 位作者 刘运武 王云山 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期993-997,共5页
研究激光同轴送粉中金属粉末流场的分布特性,对指导激光制造技术应用具有直接指导意义。重点研究了激光制造中同轴送粉条件下金属粉末流的浓度场,建立了同轴送粉嘴金属粉末流的浓度场理论模型,开发了一种新型数字粒子图像检测系统检测... 研究激光同轴送粉中金属粉末流场的分布特性,对指导激光制造技术应用具有直接指导意义。重点研究了激光制造中同轴送粉条件下金属粉末流的浓度场,建立了同轴送粉嘴金属粉末流的浓度场理论模型,开发了一种新型数字粒子图像检测系统检测粉末流浓度场。该系统主要包括Nd3+∶YAG激光器和CCD相机。它具有非接触测量、检测速度快、能同时给出流场的三维信息等特点。实验结果表明,粉末流的聚焦参数和浓度场分布可以通过数字粒子图像检测技术进行检测,为指导同轴粉嘴设计和激光制造粉末流参数测定提供了新的手段。 展开更多
关键词 激光技术 激光制造 粉末流 浓度场 数字粒子图像检测
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送粉激光熔覆过程中熔覆轨迹及流场与温度场的数值模拟 被引量:20
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作者 黄延禄 邹德宁 +1 位作者 梁工英 苏俊义 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期330-334,共5页
提出了一种送粉激光熔覆中熔覆层表面形状及厚度的计算模型。将熔覆过程中固相区、两相区和液相区作为一连续介质,用非稳态固液相变统一模型来描述其流场与温度场,并采用固定网格移动坐标来处理带移动热源的流动与传热问题。能量方程用... 提出了一种送粉激光熔覆中熔覆层表面形状及厚度的计算模型。将熔覆过程中固相区、两相区和液相区作为一连续介质,用非稳态固液相变统一模型来描述其流场与温度场,并采用固定网格移动坐标来处理带移动热源的流动与传热问题。能量方程用显焓表示,有关潜热的非稳态项与对流项均做为其源项处理。用Lambert-Beer定理和米氏理论计算粉末流与激光光束的相互作用,使模拟适用于送粉浓度较大的情形。数值模拟程序是在流体动力学软件PHOENICS基础上,通过添加源项、边界条件、熔覆层轨迹计算以及激光束和粉末流相互作用等相应模块实现。对钢基底上熔覆钴基合金Stellite6进行模拟所得到的计算结果与实验结果基本一致。 展开更多
关键词 送粉 激光熔覆 数值模拟 熔覆轨迹 温度场
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不锈钢激光焊温度场的建模与仿真 被引量:29
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作者 韩国明 李建强 闫青亮 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期105-108,共4页
利用有限元软件ANSYS对304不锈钢激光焊温度场的分布进行了动态模拟。分析了材料热物理参数的温度相关性、熔化潜热、对流及辐射对激光焊接温度场的影响,建立了激光焊接组合体移动热源模型。针对激光焊接过程中高度非线性、光斑面积非... 利用有限元软件ANSYS对304不锈钢激光焊温度场的分布进行了动态模拟。分析了材料热物理参数的温度相关性、熔化潜热、对流及辐射对激光焊接温度场的影响,建立了激光焊接组合体移动热源模型。针对激光焊接过程中高度非线性、光斑面积非常小的特点,采用了过渡单元建模及逐步加载和求解的措施。为了保证节点选取的精确程度,在加载过程中采用了余量控制法。仿真结果表明,模拟得到的焊缝形状与实际焊缝形状基本吻合;等温线呈椭圆形,在移动热源的前方等温线密集,温度梯度较大,热源后方的等温线较稀疏,温度梯度小;激光焊接时熔池表面附近的金属蒸气最高温度可达13 332℃。 展开更多
关键词 不锈钢 激光焊 温度场 数值模拟
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聚氯乙烯激光透射焊接温度场的有限元模拟 被引量:29
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作者 刘会霞 邢安 +3 位作者 张惠中 李品 向宝珍 王霄 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1801-1807,共7页
使用ANSYS软件,建立了使用激光透射焊接技术焊接透明聚氯乙烯(PVC)的三维有限元热分析模型,利用APDL编程实现高斯型热源的动态加载,得到了温度场的分布;进一步分析了焊接速度、激光平均功率和光斑直径等工艺参数对焊接质量的影响,并计... 使用ANSYS软件,建立了使用激光透射焊接技术焊接透明聚氯乙烯(PVC)的三维有限元热分析模型,利用APDL编程实现高斯型热源的动态加载,得到了温度场的分布;进一步分析了焊接速度、激光平均功率和光斑直径等工艺参数对焊接质量的影响,并计算出焊缝宽度。结果表明,随着焊接速度的增加,焊缝区域的最高温度逐渐降低,焊缝宽度逐渐减小;当激光平均功率增大时,焊缝区域的最高温度增高,焊缝宽度增大;而当光斑直径增大时,焊缝宽度增大,但焊缝处的最高温度有所下降。焊缝宽度计算值与实验测量值相比,二者比较吻合。 展开更多
关键词 激光技术 温度场 激光透射焊接 工艺参数
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基于热力耦合的激光熔覆数值模拟与实验研究 被引量:29
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作者 任仲贺 武美萍 +2 位作者 唐又红 韩基泰 龚玉玲 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第5期168-177,共10页
基于热-结构间接耦合非线性有限元分析,在不同的激光工艺参数下,利用ANSYS生死单元技术对激光熔覆的温度场和应力场进行了数值模拟,研究了激光功率和扫描速度对温度场和应力场分布规律的影响。结果表明,通过分析有限元模型的温度分布规... 基于热-结构间接耦合非线性有限元分析,在不同的激光工艺参数下,利用ANSYS生死单元技术对激光熔覆的温度场和应力场进行了数值模拟,研究了激光功率和扫描速度对温度场和应力场分布规律的影响。结果表明,通过分析有限元模型的温度分布规律和试件金相组织的形貌特征,验证了该模型的可靠性;熔覆层温度变化分为脉冲式急速上升和呈双曲线形状下降两个阶段;沿激光扫描方向,熔覆层表面多个节点的温度-时间曲线具有逐渐增大的峰值;熔覆层与基体结合面中部沿Z轴方向,靠近固定端应力较大,基底中部沿X轴方向应力呈W状对称分布,自由端中部沿Y轴方向,熔覆层和基体结合处易产生应力集中和突变。 展开更多
关键词 激光技术 激光熔覆 有限元模拟 生死单元 温度场 应力场
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激光淬火温度场及材料性能的数值模拟 被引量:15
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作者 管一弘 陈铁力 +1 位作者 陈君若 王洪纲 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期263-268,共6页
从相变理论和热弹塑性理论出发,并结合激光淬火实验资料,建立了考虑相变过程、温度场和变物性系数的非线性耦合热传导方程;建立了相变组织与材料性能的数值计算模型。然后用有限元法进行了温度场、相变组织分布、材料性能的数值模拟... 从相变理论和热弹塑性理论出发,并结合激光淬火实验资料,建立了考虑相变过程、温度场和变物性系数的非线性耦合热传导方程;建立了相变组织与材料性能的数值计算模型。然后用有限元法进行了温度场、相变组织分布、材料性能的数值模拟。通过计算与试验结果的比较,计算结果令人满意。在获得激光淬火最佳工艺参数。 展开更多
关键词 激光淬火 有限元法 相变 温度场 激光热处理
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TiAl合金表面激光重熔等离子喷涂MCrAlY涂层热力耦合有限元分析 被引量:27
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作者 王东生 田宗军 +3 位作者 沈理达 刘志东 邱明波 黄因慧 《应用激光》 CSCD 北大核心 2008年第2期92-98,共7页
根据激光重熔的特点,采用ANSYS有限元软件中的间接热力耦合方法,建立了TiAl合金表面激光重熔等离子喷涂NiCoCrAl-Y2O3涂层热力耦合有限元模型,对激光重熔温度场和应力场进行了分析。通过该计算模型,可以掌握激光重熔以及冷却过程中温度... 根据激光重熔的特点,采用ANSYS有限元软件中的间接热力耦合方法,建立了TiAl合金表面激光重熔等离子喷涂NiCoCrAl-Y2O3涂层热力耦合有限元模型,对激光重熔温度场和应力场进行了分析。通过该计算模型,可以掌握激光重熔以及冷却过程中温度场和应力场随时间的变化规律。在温度场和应力场分析的基础上,讨论了激光重熔层中裂纹形成的机理及影响因素,并提出了一些解决重熔层裂纹产生的主要方法。 展开更多
关键词 激光重熔 等离子喷涂 数值模拟 ANSYS有限元 温度场 应力场 TIAL合金 MCRALY涂层
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激光熔覆过程热力耦合有限元应力场分析 被引量:19
14
作者 郝南海 陆伟 左铁钏 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2005年第1期20-23,共4页
根据激光熔覆的特点,建立了激光熔覆应力场分析模型,对送粉激光熔覆过程应力场进行了有限元分析。分析结果表明,熔覆结束后熔覆层处于拉应力状态,但各个方向拉应力的大小不同。熔覆层材料沿熔覆方向发生的塑性拉伸变形,是造成熔覆层开... 根据激光熔覆的特点,建立了激光熔覆应力场分析模型,对送粉激光熔覆过程应力场进行了有限元分析。分析结果表明,熔覆结束后熔覆层处于拉应力状态,但各个方向拉应力的大小不同。熔覆层材料沿熔覆方向发生的塑性拉伸变形,是造成熔覆层开裂的主要原因。提高基体预热温度可有效避免熔覆层开裂。 展开更多
关键词 激光熔覆 应力场 有限元法
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基于生死单元的激光熔覆温度场数值模拟 被引量:28
15
作者 赵洪运 舒凤远 +1 位作者 张洪涛 杨贤群 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期81-84,共4页
计算了不同激光功率条件下粉末粒子到达基体前的温升情况,并将粉末粒子到达基体前的温度作为初始条件,采用生死单元法对单道和多道激光熔覆温度场进行了研究.利用熔池尺寸和形貌,验证了模型的可靠性.结果表明,粉末粒子温升和激光功率呈... 计算了不同激光功率条件下粉末粒子到达基体前的温升情况,并将粉末粒子到达基体前的温度作为初始条件,采用生死单元法对单道和多道激光熔覆温度场进行了研究.利用熔池尺寸和形貌,验证了模型的可靠性.结果表明,粉末粒子温升和激光功率呈线性关系,单道熔覆层的温度变化呈一个锯齿状,升温过程近似呈直线上升,降温曲线近似呈双曲线的一支,而多道熔覆过程中,温度场呈后拖的偏椭圆状.节点上的热循环经过逐渐增大的峰值,峰值温度最终趋于稳态. 展开更多
关键词 激光熔覆 生死单元 温度场 初始条件
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Effect of Laser Power on the Cladding Temperature Field and the Heat Affected Zone 被引量:25
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作者 LUO Fang YAO Jian hua +1 位作者 HU Xia xia CHAI Guo-zhong 《Journal of Iron and Steel Research International》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第1期73-78,共6页
H13 powder is cladded on steel P20 (base) by continuous COe laser, and the influence of technological pa rameters such as the laser power is analyzed. The 3-D model of synchronous powder feeding is built under Gauss... H13 powder is cladded on steel P20 (base) by continuous COe laser, and the influence of technological pa rameters such as the laser power is analyzed. The 3-D model of synchronous powder feeding is built under Gauss heat source. The simulative results in the heat affected zone are compared with the experimental ones, and the average er rors of width and depth are 15% and 4.5%, respectively. It is found that the simulative results provide basic data for investigating of laser cladding further. 展开更多
关键词 laser power laser cladding temperature field heat affected zone
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强激光辐照下柱壳温度场的数值模拟 被引量:24
17
作者 赵剑衡 章冠人 刘绪发 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期44-49,共6页
用有限元方法数值模拟强激光辐照下柱壳上温度场的变化和分布情况,并对热性能参数随温度变化对温度场造成的影响进行了研究。
关键词 有限元 强激光 温度场
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多道激光熔覆温度场的有限元数值模拟 被引量:23
18
作者 马琳 原津萍 +1 位作者 张平 赵军军 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期109-112,共4页
分析了激光熔覆过程中温度场的主要影响因素,在主要考虑边界条件和热源数据的基础上,建立了送粉式激光熔覆多道搭接情况下温度场的有限元计算模型,并对板材上搭接三道熔覆层的熔覆温度场进行了三维数值模拟,得到了每道熔覆层上中心点的... 分析了激光熔覆过程中温度场的主要影响因素,在主要考虑边界条件和热源数据的基础上,建立了送粉式激光熔覆多道搭接情况下温度场的有限元计算模型,并对板材上搭接三道熔覆层的熔覆温度场进行了三维数值模拟,得到了每道熔覆层上中心点的温度变化规律。结果表明,在激光熔覆过程中每道熔覆层中心点上的温度随时间延长呈锯齿状变化,且每个中心点所能达到的最高温度并不相同。此外,搭接情况下,熔覆层中心点每次升温前的最低温度是随着熔覆顺序的进行而逐渐升高的,且升高趋势类似于抛物线。此计算结果合理,为研究应力场和应变场的变化规律打下基础。 展开更多
关键词 激光熔覆 温度场 多道搭接
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ANSYS在激光焊接温度场数值模拟中的应用 被引量:14
19
作者 吴祥兴 胡伦骥 +1 位作者 杜汉斌 胡席远 《电焊机》 2002年第9期1-3,共3页
通过分析和总结激光焊接过程有限元模拟的研究现状,综述了利用ANSYS进行激光焊接三维温度场有限元数值模拟中,物理模型的建立和网格划分、边界条件、等离子体及熔池对流等问题的处理。
关键词 激光焊接 温度场 ANSYS 数值模拟 有限元
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多光轴光学系统光轴平行度野外试验方法 被引量:20
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作者 陈曦 汪岳峰 樊东 《应用光学》 CAS CSCD 2002年第5期46-48,共3页
基于激光测距的基本原理及激光能量分布情况 ,利用测距的方法进行对角度的测量 ,在野外全系统工作状态下 ,实现了多光轴系统平行度的测试 。
关键词 多光轴光学系统 激光测距 光轴平行度 野外测试 测试精度
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