脉冲激光辐照加工金属材料的温度分布及表面形貌研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kjasdg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着工业、特别是重工业的快速发展,金属材料的加工需求和要求越来越高,传统的加工方法越来越受到巨大的挑战。本文针对工业生产中,激光微加工金属材料时,激光参数主要依靠工人经验来进行选择的不足,综合应用理论分析、数值模拟和实验方法,研究脉冲激光辐照加工金属材料的温度分布,及其对表面形貌影响。对提高加工效率和降低加工成本具有重要的价值和意义。  论文基于傅里叶方程和双温耦合理论方程,建立脉冲激光辐照加工金属材料模型;采用有限元方法数值模拟了脉冲激光辐照加工金属材料时,其温度场变化过程,模拟计算得到了脉冲激光辐照加工金属材料铬和45#钢激励产生的温度场中心点温度分布曲线,以及激光熔蚀金属材料铬的温度曲线,研究了脉冲宽度以及激光能量密度对电子和晶格温度分布的影响;通过对激光辐照加工45#钢表面形貌实验观察,验证了脉冲宽度以及激光能量密度对激光辐照加工材料的温度分布的影响,分析了激光能量密度和脉冲宽度对激光辐照加工金属材料的表面形貌影响。  数值模拟分析表明:脉冲宽度对激光辐照区域电子温度、晶格温度和温度分布都有影响,当激光能量密度不变,随着脉冲宽度越来越大,电子的温度升高速度越来越慢,最高温度值越来越小,达到最高温度值需要的时间越来越长;随着激光能量密度越来越大,辐照加工区域的最高温度值越来越大。实验分析得到:在激光能量密度、光斑半径相同情况下,脉冲宽度对材料热加工表面形貌有影响,随着脉冲宽度增加,孔径相应增大,说明激光辐照区域材料的温度场区域随着脉宽的增大而增大;在脉冲宽度、激光光斑半径相同的情况下,激光能量密度变化对材料加工表面形貌影响非常显著,随着能量密度增加,孔径、孔高、孔深全面增大,说明激光辐照区域材料温度场变化对能量密度的变化相当敏感。  本文研究揭示了脉冲激光辐照加工金属材料的温度分布变化规律,及其对表面形貌影响关系,为脉冲激光辐照加工烧蚀材料、加工微结构器件等的进一步研究提供了理论基础。
其他文献
该文以半透壁模型为基础研究了双层油藏的试井分析方法.分析了井筒储存和表皮效应对试井曲线的影响,绘制了双层油藏的典型曲线,讨论了地层系数和储容比对典型曲线的影响.绘制
油藏影响函数法适用于任何非均质油气藏,也不论其储层几何形态与边界条件如何.对于均质油藏与一维非均质油藏,该文给出了影响函数的分析解.并且分析了影响函数与一些试井分析
论文的研究内容是"九五"国家增补项目塔里木盆地中央隆起带气藏地球化学研究的部分内容,文章对该区存在的问题从气藏地球化学的角度进行了全面的分析和阐述,首先建立了区分寒
本文针对某SRV车,基于模态分析法,运用HyperMesh、LMS Virtual.Lab等CAE分析软件,对车内空腔的声学特性进行了仿真分析与控制。通过对结构板件厚度的优化改进降低了车内噪声
钻柱振动现象在钻井施工中是非常突出和明显的现象,国内外对钻柱振动现象的特征、规律、钻柱系统的特性的研究已经有三十多年的历史.了解钻柱振动的特征、发生条件、从而避免
随着人们生活水平的提高,对电力能源供应的稳定性、安全性和可靠性的要求越来越高,促使电力部门对电能输送质量更加重视.电能质量的优劣不仅直接关系到人们的生活质量,还与经
该文属于原中国石油天然气总公司"九五"重点科技工程项目"高含水期剩余油分布监测、描述及挖潜技术"中的一个重要子课题"双河油田改善水驱开发效果综合评价技术",但为了该技
焊接接头微观组织的研究,由于受到焊接过程复杂性的影响,目前主要还是采用金相实验的方法来进行,而金相实验方法由于要经过焊接、试样准备等一系列环节,因此很繁琐。伴随着在人工
我国作为一个农业大国,农业是我国的基础产业,想要农业更好的发展,便必须重视农田水利工程的建设,建设农田水利工程,不但能够帮助农业更好的发展,还能够推动农村经济的发展.
该文以聚合物驱油井流入动态预测为应用背景,针对地层流体流变及渗流的主要特点,从以下几方面开展了探索性的研究:1.聚合物驱地层流体的流变性.除了研究聚合物溶液的流变性外