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毫秒激光致鋁靶熔融液體重鑄厚度的研究

時間:2019-03-10 20:28來源:畢業論文
使用COMSOL軟件建立了激光致鋁靶產生熱熔融破壞的軸對稱模型,并利用有限元方法對溫度場進行了求解,得到了靶材溫度場分布和液體重鑄厚度等參數

摘要介紹了激光致鋁靶產生熱熔融破壞的基本特征及現有理論,采用數值方法對長脈沖激光致鋁靶溫升、相變等熱破壞過程進行了模擬。對模擬的結果進行了分析,得到了鋁靶在激光燒蝕作用下的各項數值。33728
使用COMSOL軟件建立了激光致鋁靶產生熱熔融破壞的軸對稱模型,并利用有限元方法對溫度場進行了求解,得到了靶材溫度場分布和液體重鑄厚度等參數。
通過改變物理模型中激光輸入參數,分析了不同能量密度的激光照射下造成的熱破壞結果,并總結了激光能量對熔深,溫升,液體重鑄厚度的影響。
結果顯示,在入射激光的光斑半徑和脈寬一定的情況下,隨激光能量的增加,熔融深度隨之增加。在較小激光能量下,熔液流動不明顯,將激光能量增至一定數值后可計算得出熔液重鑄厚度。
研究可使激光致金屬熔融破壞方面的研究更加全面,使熔體模型更加精確符合實際需求,并可在以后的研究當中進行更加復雜的運算模擬,亦可為脈沖激光加工的最優參數研究提供參考。
關鍵詞  毫秒激光 金屬熔融 有限元法 數值模擬
畢業論文設計說明書外文摘要
Title    The recast thickness of molten liquid aluminum induced by millisecond laser                    
Abstract
The theory and the basic features of the thermal damage on aluminum target induced by the millisecond laser are presented. A numerical study is conducted to simulate the process of the temperature increasing and the phase transition process . The results of simulation are analyzed and the numerical values of the aluminum target are obtained. 源`自*六)維[論*文'網www.aftnzs.live
An axisymmetric model is established to simulate the thermal melting process in COMSOL and the finite element method is used to solve the temperature field , the temperature rising along radialand axial direction, melt depth and the recast thickness of molten liquid are obtained.
The thermal destruction results induced by pulsed laser with different energy density are analyzed by changing the laser parameters, and the effect of  laser energy on the penetration depth , temperature , recast thickness of liquid is summarized.
The results show that in the case of the incident laser spot radius and pulse width , the melting depth increases with the increasing of laser pulse energy. The molten liquid flow is not obvious under the lowpulse energy , and the recast thickness can be calculated when the laser energy increased to a certain value.
The research will make the metal melting damage more comprehensive,and make the model more precise and fit for actual conditions. Moreover, more complex simulation can be made in the future research.The research can also provide references for the optimum parameters of laser processing.
Keywords  Thermal melting,Finite element model,Numerical simulation
目   次
1  緒論  2
1.1  引言  2
1.2  激光與物質相互作用研究國內外現狀 … 2
1.3  本文的主要研究目的及工作 … 4
2  激光與物質相互作用的理論基礎  5
2.1  物質對激光的吸收與反射  5
2.2  激光對物質的熔融破壞作用  5
2.3  鋁的特性參數 … 6
2.4  熔融液體重鑄厚度計算理論 … 6
3  數值模擬與計算方法  8
3.1.  有限差分法  8
3.2  有限元法 … 8
3.3  計算方法 … 8
源`自*六)維[論*文'網www.aftnzs.live

3.3.1  熱傳導方程的求解  8
3.3.2  固態溫升階段 9
3.3.3  熔融階段 9
4  數值模擬結果與討論  11
4.1  模型構建  11
4.2  瞬時溫度場結果 … 12 毫秒激光致鋁靶熔融液體重鑄厚度的研究:http://www.aftnzs.live/wuli/20190310/30981.html
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