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基于纳米划痕实验和有限元仿真的KDP晶体断裂性能研究被引量：8: 2015年; 通过变深度纳米划痕实验对KDP的断裂特性进行了研究,测量了在KDP晶体(001)晶面上沿不同方向进行划痕实验时首条裂纹出现的位置。随后建立了该划痕过程的有限元模型,计算得到了导致KDP晶体沿不同方向发生断裂时的拉应力,并解释了划痕实验中出现微裂纹和崩坑的原因。结果表明,在KDP晶体(001)晶面上沿0°方向加工时材料最容易发生断裂,对应的拉应力为107 MPa;而沿45°方向时材料表现出较好的可加工性能,此时导致KDP晶体发生断裂的拉应力为160 MPa。; 汪圣飞安晨辉张飞虎王健雷向阳张剑锋; 关键词：KDP晶体有限元应力

径向推力联合气体静压轴承静动态性能分析: 近年来，随着超精密加工技术的发展，对于轴承的运动精度、转速以及刚度等参数提出了更高的要求。气体静压轴承凭借其运动精度高、污染小、寿命长等优点，被广泛地应用于超精密机床中，并取得了良好的效果。本文研究了一种使用于超精密加工...; 汪圣飞; 关键词：超精密加工机床气体静压轴承静动态性能; 文献传递

一种缺陷诱导激光损伤动态行为中引入的应力波辨识方法: 本发明提供了一种缺陷诱导激光损伤动态行为中引入的应力波辨识方法，属于工程光学技术领域。为解决现有探究KDP晶体在激光损伤过程中的力学响应时，未考虑多种应力波间相互影响，难以构件应力波与损伤关联的问题。基于损伤动力学有限元...; 陈明君丁雯钰赵林杰程健刘志超汪圣飞许乔胡健睿陈广雷鸿钦

一种KDP晶体加工表面缺陷诱导的激光损伤动态行为模拟方法: 本发明提供一种KDP晶体加工表面缺陷诱导的激光损伤动态行为模拟方法，属于工程光学技术领域。为解决现有KDP晶体损伤模型并未考虑激光辐照下产生的多物理场对晶体作用，只能得到损伤终态形貌图，无法揭示表面缺陷与损伤之间关联问题...; 陈明君丁雯钰程健赵林杰刘志超汪圣飞许乔胡健睿陈广雷鸿钦

超精密机床径推一体式空气静压轴承的静态特性(英文)被引量：8: 2012年; 提出了一种新的径推一体式静压主轴支撑方式来优化机床主轴系统性能,以满足超精密飞切机床对气体静压轴承高刚度的要求。采用计算流体力学和有限体积法对气体静压轴承气膜内部的流场与压力场进行仿真,并研究其静态特性。为提高计算精度,完成了轴承宏观尺寸与气膜厚度相差几个数量级时气膜厚度方向2μm间距的网格划分。仿真结果表明,在偏心状态下由于气膜压力的变化使节流孔气体流速在1～200m/s内变化,机床所采用径推一体式轴承静态刚度达到3 508N/μm。研究表明,通过增大轴承的供气压强和减小节流孔的直径可改善轴承的静态性能进而提升机床性能。; 张飞虎付鹏强汪圣飞张强; 关键词：空气静压轴承承载力轴承刚度超精密机床计算流体力学

KDP晶体本构模型建立及超精密飞切加工过程的建模分析: 磷酸二氢钾（KH2PO4, KDP）晶体具有优良的非线性光学特性，并且是唯一一种可在人工条件下生长到500 mm以上的非线性光学晶体，因此在惯性约束核聚变的激光光路中具有不可替代的重要作用。为了获得满足高能激光光路使用要...; 汪圣飞; 关键词：KDP晶体机械加工本构模型

基于纳米压痕测试的激光晶体光学加工性能研究被引量：2: 2016年; 针对高功率固体激光器中使用的四类重要激光晶体(YAG、LBO、YCOB、KDP)元件,开展了晶体材料的光学加工性能研究。基于纳米压痕测试实验,研究了几种激光晶体材料在激光器实际使用晶向角度下的的表面力学特性差异,获得了载荷、弹性模量、压痕硬度等参数与压痕深度之间的变化规律;利用超景深显微镜及场发射扫描电镜观察了激光晶体表面的纳米压痕形貌,揭示了裂纹形貌随压力载荷的演变规律以及晶体材料力学各向异性现象。以熔石英材料为参照,从力学特性角度横向对比了几种激光晶体材料获得超光滑表面的光学加工难易程度。; 陈贤华谢瑞清侯晶汪圣飞张哲赵世杰廖德锋; 关键词：激光晶体光学加工纳米压痕力学特性

磷酸二氢钾晶体飞切过程中温度场的分布及其对切屑形貌的影响被引量：4: 2016年; 研究了磷酸二氢钾(KDP)晶体飞切加工过程中温度场的分布,探索了切削温度对KDP晶体切削过程的影响。首先,采用热力耦合有限元分析对KDP晶体切削过程进行了仿真,获得了不同切削深度下材料内部温度场的分布。分别使用飞切机床和纳米压痕仪在不同速度下切削KDP晶体,发现不同切削速度下形成的切屑的微观形貌存在显著差异,分析指出这可能是由于在不同切削速度下切削区域温度差异导致的。最后,对低速加工过程中获得的切屑进行加热试验,并观测了不同温升条件下切屑微观形貌的变化。飞切加工仿真实验显示:当切深为200nm时,切削区域的温度达到110℃;而实际实验结果表明:当温度超过100℃时,切屑的微观形貌会发生明显变化。综合仿真及实验结果可知:在KDP晶体飞切加工过程中切削区域的温度将超过100℃,因此在对KDP晶体切削机理进行研究时,必须考虑温度对材料力学性能及其去除过程的影响。; 汪圣飞安晨辉张飞虎游雾雷向阳; 关键词：温度场切屑微观形貌

KDP晶体飞切加工表面缺陷的抑制方法被引量：5: 2018年; 研究了磷酸二氢钾(KDP)晶体表面典型缺陷的形成原因及抑制方法。通过飞切加工及表面染色切削实验证明了成因分析结果的正确性,进一步明确了KDP晶体表面缺陷的形成过程。建立了适用于描述KDP晶体表面缺陷形成过程的理论模型,提出了获得无缺陷晶体表面的工艺条件。对飞切加工参数及刀具结构进行了优化,实验验证了缺陷抑制措施的有效性。研究结果表明,在飞切条件下,KDP晶体(001)晶面的脆塑转变(BDT)深度变化范围为125～268 nm,当沿45°方向切削时BDT深度最大,此时只要保证进给速率小于36.6μm/r即可避免在晶体表面形成凹坑。通过优化刀具结构,可消除晶体表面的凸起缺陷,有效抑制KDP晶体的表面缺陷,最终获得了粗糙度小于2 nm的光滑KDP晶体表面。; 汪圣飞许乔王健张飞虎雷向阳

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汪圣飞