随着人们对激光处理质量的要求越来越高,所以激光处理的数值模拟成为未来激光处理研究和工艺设计必不可缺少的重要手段,由于激光处理过程非常复杂,受到很多因素的影响,目前,激光处理模拟的研究仍处于初级阶段,该文针对这一课题进行研究,建立完善的温度场、组织场和应力场的模型,实现对激光处理过程中的温度、相变和应力的耦合计算,并使模拟和生产实际结合起来.首先为了建立完善合理的激光处理的数学模型,详细分析了激光处理过程中三个状态变量的相互作用,对前人的研究成果和模型进行了综合和加工,建立了该文的激光处理数学模型,该模型在温度场激光方面考虑了实际激光处理过程中的多种非线性因素,具体包括:边界条件非线性、物性参数非线性、相变潜热非线性和塑性功生成热非线性,考虑了相变和应力对温度的影响;在转变量计算方面,考虑了应力状态对相变的影响,修正了Avrami方程中的系数,对马氏体相变修正了M<,s>和Koistinen-Marbuger方程中的系数;在应力计算方面.采用Von-Mises屈服准则,等向硬化特性和普朗特尔—劳埃斯(Prandtl-Reuss)塑性流动法则.在处理塑性区问题上,不仅考虑弹性应变、塑性应变和热应变,还加入了与相变有关的相变应变和相变塑性应变.目前工程中应用最广的数值方法是有限元法,该文使用大型有限元分析软件对激光处理过程进行了模拟,激光处理的数值模拟不是温度场、组织场和应力场的单独模拟计算,而是三者的耦合计算,同时计算三种变量,为此该文推导了耦合计算的有限元分析格式,它是有效的控制计算过程和编制用户子程序的依据.该文综合考虑了激光处理过程的各种因素,建立了庞大复杂的数学模型,综合先进现有先进的数字化算法、传热学、相变动力学和固体力学分析的研究成果,对激光处理过程进行结合实际生产的计算机模拟,并验证了模拟的准确性,为激光处理的模拟应用于实际生产做了初步尝试.