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激光辅助聚合物-金属混合结构连接中的模糊决策
摘要： 开发了一种模糊决策方法来优化聚合物-金属混合结构的激光辅助连接工艺。采用基于实验设计的系统化方法识别并解释各工艺参数（即激光能量和激光功率）对响应变量（即最高工作温度和剪切强度）的影响。随后构建了模糊-遗传算法组合模型，以寻找能满足最佳加工性能要求（包括适宜的工作温度范围和最高剪切强度）的最佳输入参数组合。遗传算法的应用涉及最优名义回归模型的选择及模糊数的优化，从而在最小不确定度水平下整合了大部分实验数据。实验结果表明：采用150W激光功率和2kJ激光能量时，该连接工艺成功实现了混合结构随时间推移的充分粘接，剪切强度达到近29MPa。此外，模糊工艺图谱能筛选出在最低不确定度水平下实现预期工艺输出的参数组合，同时提供模型的不确定度量值。结果显示：2250J的低激光能量与120-140W的激光功率组合，在工作温度（343-520°C）、剪切强度（>26MPa）及不确定度水平（隶属度>0.9）方面提供了最优解决方案。
关键词： 混合接头、决策制定、激光辅助连接、模糊逻辑
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过表面激光预处理实现聚丙烯/铝合金摩擦点焊的强连接
摘要： 轻量化设计对金属与非极性塑料异种材料高强度连接的需求日益增长，但直接通过焊接实现此类连接极具挑战性。本研究通过在铝合金表面设计激光预处理工艺，制备出具有深孔结构的铝基多孔表面，并成功采用摩擦点焊将其与聚丙烯（PP）连接。接头最高强度达29 MPa，与基体PP强度相当（即接头效率达100%），远超现有报道水平。铝合金与PP的连接机制主要源于激光加工形成的铝多孔结构与重熔PP之间产生的显著机械互锁效应，以及界面处化学键的形成。经激光处理的深孔铝表面结构显著改变了Al-PP反应特性，首次在非极性塑料/铝接头界面检测到C-O-Al化学键证据，该键合源于焊接过程中铝合金表面氧化物与PP热氧化产物的反应。本研究为通过表面激光处理技术增强金属-塑料连接提供了新途径。
关键词： 表面处理，聚合物，界面，混合接头，金属，搅拌摩擦焊
更新于2025-09-19 17:13:59
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结合模糊算法与遗传算法优化两步激光连接工艺制备的混合复合材料-聚合物接头
摘要： 本研究结合遗传算法与模糊逻辑，对采用两步激光连接工艺获得的混合复合材料-聚合物接头的剪切强度进行建模与优化。该工艺第一步采用30瓦纳秒激光对碳纤维增强聚合物（CFRP）层压板进行表面处理（清洁），此阶段可去除CFRP表层基体材料并在固定工艺参数条件下实施；第二步采用二极管激光通过激光辅助直接连接（LADJ）技术将CFRP与聚碳酸酯（PC）板材接合。实验依据实验设计（DOE）方法制定试验方案，通过改变激光功率与激光能量开展研究。为验证清洁效果，采用相同工艺参数对未经处理的层压板也进行了连接测试。采用方差分析（ANOVA）检测工艺参数的统计影响。结果表明激光处理与工艺参数均对接头性能产生显著影响。随后建立基于模糊逻辑与遗传算法组合的不确定性模型，用于寻找能在最低不确定度水平下实现最大接头强度的最优工艺参数组合。该方法特别适用于评估工艺参数变化对模型精度及工艺稳定性的影响程度。
关键词： 遗传算法、碳纤维增强复合材料、激光清洗、激光连接、混合接头、模糊逻辑
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过数值模拟确定激光辅助金属-塑料连接中的灵敏度和热效率
摘要： 塑料与金属的激光辅助连接需要在热塑性材料中形成熔融层，该熔融层能使金属表面润湿并实现渗透。本文基于材料特定温度和数值模拟，给出了熔融层的普适性描述。此外，还分析了熔融层对工艺参数、材料特性及几何参数的敏感性?；谡庑┙峁?，研究了该工艺热效率受金属厚度和吸收激光功率等主要因素的影响规律。
关键词： 热降解、激光焊接、LAMP（发光二极管阵列?？榉庾埃?、金属-塑料混合材料、热连接、混合接头、数值模拟
更新于2025-09-12 10:27:22