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通过数值计算模拟了激光诱导充压柱壳的热力破坏效应,研究了典型结构的动态爆裂过程,获得的破坏模式与实验结果基本一致。给出了三类典型破坏模式及其对应的参数范围,探讨了各类破坏模式的形成机理,并分析了不同光斑尺寸、壳体厚度条件下热软化效应对破坏内压阈值的影响,以及预内压与破坏时间的关系。研究结果表明:光斑半径越大、热软化程度越高,柱壳的破坏内压阈值越低,且破坏内压阈值随着壳体厚度的减小呈线性下降;给定激光参数和壳体参数下破坏时间随预充内压增大而减小并呈二次函数关系。给出了一种通过热软化程度预估激光诱导充压柱壳破坏时间的方法。 相似文献
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采用有限元计算方法对激光辐照下转动充压壳体的热力学问题进行了较为全面的数值计算,获得了激光辐照下转动内压圆柱壳壁上的温升、应力、应变、位移分布等物理图像,为进一步分析转动充压圆柱壳体在激光辐照下的破坏与失效奠定了基础。提出的解决数值计算中移动热流载荷问题的双时间步长法,可以有效提高计算效率,同时提高计算精度。研究结果表明:对于给定的壳体结构,其损伤阈值时间主要取决于靶面激光强度与壳体旋转频率;在辐照过程中,损伤最先出现在最初受激光辐照的区域。 相似文献
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轴压柱壳在连续波激光辐照下的屈曲破坏 总被引:3,自引:2,他引:1
介绍轴向预压柱壳侧表面在连续被CO_2激光辐照下的屈曲破坏实验。结果表明,辐照面的材料热软化将诱发预压柱壳的屈曲破坏,并且柱壳预压的屈曲;临界载荷将随激光入射能量的增高而降低,考虑到持续轴压载荷和柱壳的后屈曲特性,可能引起柱壳屈曲的灾难性塌陷破坏。 相似文献
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采用有限元方法(ANSYS7.0)和简易的热力耦合本构关系,较系统地数值研究了预载柱壳受激光辐照时的热力响应和热屈曲失效行为,分析了几种壳体在不同预载条件下(轴压或内压)的屈曲模态和屈曲特征值,给出了屈曲模态和热屈曲失效与激光强度、辐照时间、预载条件和壳体几何尺度及形状间的定量或定性关系。计算结果表明:(1)屈曲失效行为主要集中在激光辐照区内且以径向屈曲为主。(2)在一定范围内,屈曲特征值与光斑中心点温度近似有线性关系。(3)激光辐照区内高温引起的材料软化和预载径向变形的耦合作用是柱壳发生热屈曲失效的根本原因,有效提高结构刚度,可使屈曲特征值提高。(4)壳体形状的改变对内压柱壳有更为明显的影响,其中圆柱形壳体屈曲特征值最大,因此具有较高的安全性。 相似文献
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强激光加热旋转薄柱壳的参量选择分析 总被引:1,自引:0,他引:1
为了把激光加热静止圆柱壳的实验测量结果应用到旋转圆柱壳的激光参量估计中,研究了旋转圆柱壳的激光加热效率。用积分变换法得到了旋转圆柱壳的温度分布,分析了最大温升点相对激光峰值强度点的滞后现象。基于静止圆柱壳和薄壳假设,导出了旋转圆柱壳激光加热效率及估计辐照时间的表达式。对于旋转金属圆柱壳,最大温升点相对激光峰值强度点的滞后角和激光加热效率取决于无量纲参量DR(柱壳半径R与束斑半径r0之比)、DL(横向热扩散尺度4ατL与束斑半径r0之比)及DM(加热时间τL与柱壳旋转频率fR的乘积)。达到相同的最大温升时,旋转圆柱壳的激光辐照时间和静止圆柱壳的激光辐照时间之间存在与激光功率无关的非线性关系,而激光功率决定了所需的绝对激光辐照时间。 相似文献
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Ablation of an optically homogeneous absorbing medium by scattered pulsed laser radiation 总被引:1,自引:0,他引:1
V. V. Golovlyov R. O. Esenaliev V. S. Letokhov 《Applied physics. B, Lasers and optics》1993,57(6):451-457
We have studied the ablation of an aqueous CuCl2 solution in a pulsed Nd:YAG laser field featuring a speckle-patterned structure characterized by spatial radiation energy fluence fluctuations. This leads to a nonuniform distribution of the energy absorbed in the bulk of the sample being irradiated and causes local overheating centers to form, wherein ablation is observed to take place at laser energy fluences below the threshold value found in experiments with a homogeneous laser beam. This effect should be manifest in the laser irradiation of biotissues which, as a rule, scatter light strongly. 相似文献
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Non-equilibrium energy transfer takes place in a solid substrate during a short-pulse laser irradiation and temperature field can be obtained analytically in the irradiated region. In the present study, laser short-pulse heating of metal nano-wire is considered and the analytical solution for two-dimensional axisymmetric nano-wire is presented. Since the absorption of the incident beam takes place in the skin of the irradiated surface, a volumetric heat source resembling the absorption process is incorporated in the analysis. Three different nano-wire materials are introduced in the analysis for the comparison reason. These include silver, chromium, and copper. It is found that temperature decay is gradual on the surface vicinity and temporal variation of the surface temperature follows almost the laser pulse intensity profile at the irradiated center. 相似文献
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重离子冷却存储环中的束流是高密度的等离子体,这样的束流照射物体将得到超高压强.如果高功率激光照射束流,将产生实验室中从来没有过的超高温度.这些极端的条件为开辟重离子物理研家新领域提供了可能性.在存储环中使用X射线激光可以测显类锂离子的电荷均方根半径绝对值,使核基态性质的研究将有突破性的进展.它开辟了在等离子体物理、金属物理、核物理和天体物理等领域新的实验条件.为惯性聚变的快速点火创造了最好条件. In cooling storage ring heavy ion beam is plasma of high density. when a big power laser interacted on it, it will get ultra-high temperature. This beam irradiated on an object will get ultra-high pressure. This high energy pulse laser can produce X-ray laser. In the cooling storage ring absolute value of charge mean root radius of Lithium-like nuclei will be measured by the X-ray laser. It will be broken through in investigating the property of nuclear ground state. That will create many... 相似文献
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为了分析激光辐照下反射镜热变形对光束质量的影响, 本文建立了激光光束45°角入射时镀铬介质高吸收镜的热固耦合模型, 对不同辐照光束下反射镜的热变形和镜体厚度对热变形的影响进行了分析, 并用哈特曼波前传感器对自由边界条件下的镜面热变形进行了检测。结果表明:吸收功率在0.085~0.185 W时, 镜面热变形随吸收功率的增加近似线性增加, 随辐照光斑的增加而减小;反射镜厚度在1~5 mm范围, 镜面热变形基本不变。在激光照射的初始阶段, 反射镜表面温度和热变形迅速增加, 在激光连续照射20 s后, 镜面温度增加量逐步变缓, 镜面热变形则在1 s以内就上升至0.27 μm, 之后变形量缓慢增加, 在100 s后达到相对稳定状态;关闭激光后, 镜面在120 s后恢复到初始状态。分析表明, 产生误差的因素主要为光斑大小和辐照光束入射角度。 相似文献