【摘 要】
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研究了螺旋锥齿轮材料20CrMnTi的飞秒激光烧蚀机理,以及单脉冲飞秒激光在不同能量密度下的齿面烧蚀特征.考虑材料的能量动态吸收效应和光子-电子-晶格系统的相互耦合作用,建
【机 构】
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湖北文理学院机械工程学院,湖南工业大学机械工程学院
【基金项目】
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国家自然科学基金(No.51975192),湖北省自然科学基金(No.2019CFB632),湖北文理学院学科开放基金(No.XK2020001)
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研究了螺旋锥齿轮材料20CrMnTi的飞秒激光烧蚀机理,以及单脉冲飞秒激光在不同能量密度下的齿面烧蚀特征.考虑材料的能量动态吸收效应和光子-电子-晶格系统的相互耦合作用,建立能量耦合模型,仿真得到烧蚀齿轮材料的能量密度至少为67 mJ/cm 2,材料去除区域发生在烧蚀深度40 nm以内.实验结果表明,齿面温度超过齿轮材料的气化温度后,齿面能够保持良好的烧蚀形貌,粗糙度的变化值小于0.021μm,验证了理论仿真的有效性.研究结果可为提高飞秒激光精微加工螺旋锥齿轮的齿面质量提供参考.
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