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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 158 毫秒
1.
物理参数变化对短脉冲激光激励温度场的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 为研究多物理参数(耦合系数、电子热导率、电子热容、晶格热容)同时随温度变化对短脉冲激光辐照金属材料产生温度场分布的影响,基于双温耦合理论,建立了短脉冲激光辐照金属材料金的加热过程的有限元求解模型。在同时考虑脉冲激光的空间、时间分布和多参数同时随温度变化的情况下,得到短脉冲激光辐照金属材料金激励产生的温度场二维瞬态分布,并进一步比较了多物理参数同时随温度变化和采用室温物理参数两种情况下温度场分布的区别。数值结果表明:多物理参数同时随温度变化使电子温度和晶格温度的上升变快,最大值变大,而且使得材料中激光穿透直接辐照到的区域温度变高。  相似文献   

2.
激光加热温度场物理分析   总被引:8,自引:1,他引:7  
魏在福  查鸿逵 《光学学报》1994,14(4):55-359
本文采用数值模拟法分析了激光加热温度场分布,此方法简单具有一般性,没有解析法通常所有的局限性。分析了材料表面热辐射,激光作用时间及功率密度对温度场分布的影响,作者认为此数值模拟结果是符合实际的。  相似文献   

3.
叶圣麟  马军山  黄鑫 《光学技术》2007,33(4):599-601
激光切割脆性材料是一个复杂的光致热过程。在综合考虑材料的热物性参数、初始条件及边界条件的情况下,运用Ansys软件建立了激光切割脆性材料温度场的三维有限元模型。采用APDL语言实现了对热流密度的高斯分布和强制对流换热及移动激光热源的模拟。通过设置不同的激光切割参数,对温度场的变化进行了模拟分析。所建立的温度场模拟系统可以对实际激光切割脆性材料的热过程进行前期预测,并能对激光切割参数的选择进行一定的优化,以减少实际切割的盲目性。  相似文献   

4.
基于ANSYS的脉冲激光辐照石英玻璃的温度场数值模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用有限元仿真软件ANSYS 12.0对脉冲功率激光辐照石英玻璃建立了热力学模型,对其表面温度场进行了数值模拟,得到了在不同激光功率密度下的瞬态温度场分布,并对模拟结果进行了分析和研究,为激光辐照石英玻璃实验提供依据.  相似文献   

5.
刘丹  孔德新  苗在强  张昕 《强激光与粒子束》2018,30(6):069001-1-069001-8
为了描述纳秒激光对钛合金打孔过程中孔的形貌及温度场的变化规律,建立激光打孔的物理模型,利用ANSYS中APDL语言进行编程,对温度场进行仿真分析,并利用单元生死技术模拟孔形貌的变化过程。从有限元数值模拟和实验两方面综合分析比较了激光工艺参数(脉冲能量和脉冲数量)对打孔质量(孔深和孔径)的影响,系统论述了钛合金纳秒激光打孔的一般规律,以达到工艺参数优化,提高打孔质量的目的。  相似文献   

6.
激光输出不稳定性对激光与物质热作用的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
研究了激光与物质相互作用中激光输出不稳定性对材料中温度场颁的影响以及减少这种影响的途径。首次在激光热传导方程中引入噪声项,推导了噪声影响下该激光热传导方程的解。研究发现,温度场的分布受噪声的影响,材料表面温度的涨落较大,而材料的深处涨落较小;温度场的涨落还和激光加热的过程有关,随激光加热时间的增长,温度场的涨落增大。此外,材料的热传导系数、热扩散率和发射率均对温度场的涨落有影响。文中还提出了减小激  相似文献   

7.
为对空中飞行目标实施合理有效的强激光干扰,需要综合考虑采用的干扰方式、干扰效果以及考虑光斑偏移对干扰效果的影响。以热传导理论为基础,建立了激光辐照下移动目标温度场模型,采用伽辽金法建立了有限元分析模型,采用了等效比热容的方法处理材料的相变过程;并以Ansys软件为仿真平台,对目标在高斯分布的强激光作用下的温度场和热应力进行了综合仿真分析。结果表明,光斑与目标辐照区域的相对偏移对目标表面温度影响较大,对目标纵深破坏效应相对较小,应力变化主要发生在激光辐照区域,应力最大处也会随热源的移动而变化。  相似文献   

8.
在综合考虑热源模型、对流辐射换热、相变潜热、材料非线性因素对激光沉积修复温度场影响前提下,建立了激光沉积修复的数学模型,采用有限元参数化设计语言(APDL)对多道多层激光沉积修复温度场进行了数值模拟。研究了激光沉积修复瞬时温度场及其中心高度上节点温度随时间变化情况,分析了修复件中心高度上温度梯度分布情况。搭建了激光沉积修复温度测量系统,对修复时表面温度进行了测量,并与模拟温度进行了比较,两者吻合较好。为控制激光沉积修复组织、提高修复质量提供有效手段。  相似文献   

9.
采用1.06 μm单脉冲激光在不同能量密度下辐照特殊光电系统中典型薄膜光学元件,理论分析了激光辐照薄膜元件产生的温度场和热应力场,在此基础上建立了激光辐照多层薄膜的物理模型,计算软件使用ANSYS软件的热分析模块对激光辐照薄膜元件产生的温度场和热应力场进行了模拟,分别给出不同激光能量密度下薄膜表面光斑中心的温度场、径向温度场和轴向温度场分布;同时给出不同能量密度下薄膜的轴向、径向和环向热应力分布。并对激光辐照薄膜元件产生的温度场、热应力场进行了分析,阐明了原因。  相似文献   

10.
实验研究了CW激光辐照铝合金薄板的热力响应过程,利用三维数字图像相关技术(3D-DIC)结合红外测温系统对整个过程的变形场和温度场实现了全场实时测量。分析了入射激光功率对变形场和温度场的影响,发现变形和温度均随入射激光功率线性增长。建立了三维有限元模型对实验过程进行模拟,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性。3D-DIC结合红外测温系统可以很好地对激光破坏试验中的靶体变形场和温度场进行实时测量,是一种很有效的实验测量手段。  相似文献   

11.
The use of a pulsed laser for the generation of the elastic waves in non-metallic materials in the thermoelastic regime is investigated by using finite element method (FEM), taking into account not only thermal diffusion and the finite spatial and temporal shape of the laser pulse, but also optical penetration and the temperature dependence of material properties. The optimum finite element model is established based on analysis of two important parameters, meshing size and time step, and the stability of solution. Temperature distributions and temperature gradient fields in non-metallic material for different time steps are obtained, this temperature field is equivalent to a bulk force source to generate ultrasonic wave. The laser-generated ultrasound waveforms at the epicenter and surface acoustic waveforms (SAWs) are obtained and the influence of optical penetration into the material on the temperature field and the ultrasound waveforms are analyzed. The numerical results indicate that the heat penetration into non-metallic material is caused mainly by the optical penetration, and the ultrasound waveforms, especially the shape of the precursor, are strongly dependent on the optical penetration depth into non-metallic material.  相似文献   

12.
In the last years, hyperthermia induced by the heating of magnetic nanoparticles (MNPs) in an alternating magnetic field received considerable attention in cancer therapy. The thermal effects could be automatically controlled by using MNPs with selective magnetic absorption properties. In this paper, we analyze the temperature field determined by the heating of MNPs, injected in a malignant tissue, subjected to an alternating magnetic field. The main parameters which have a strong influence on temperature field are analyzed. The temperature evolution within healthy and tumor tissues are analyzed by finite element method (FEM) simulations in a thermo-fluid model. The cooling effect produced by blood flow in blood vessels from the tumor is considered. A thermal analysis is conducted under different distributions of MNP injection sites. The interdependence between the optimum dose of the nanoparticles and various types of tumors is investigated in order to understand their thermal effect on hyperthermia therapy. The control of the temperature field in the tumor and healthy tissues is an important step in the healing treatment.  相似文献   

13.
激光作用下的铝管热参数的变化对温度场的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
用有限元方法数值模拟了脉冲激光作用于铝管时所产生的温升情况。比较了物理参数随温度变化和不随温度变化两种情况下的温度场的区别,分别给出了两种情况下的温度随角向的分布曲线。结果表明:物理参数随温度的变化对整个瞬态温度场的影响很大,为在热弹条件下在激光激发管状材料时的超声导波的研究提供了定量的基础。  相似文献   

14.
外部流场对激光加热运动目标影响的数值模拟   总被引:5,自引:3,他引:2       下载免费PDF全文
张健  黄晨光 《强激光与粒子束》2007,19(11):1817-1821
 考虑激光与运动目标相互作用的基础上,利用有限元方法分析了亚声速条件下运动目标在激光辐照全过程的温度场和热应力场的分布与演化规律。结果表明:高速流场的存在,导致了明显的冷却效应;加热过程中目标材料出现了屈服,导致激光熄灭后结构内出现残余应力和变形;激光辐照区边缘产生很高的温度梯度和应力梯度,并且由于气流影响,受辐照区域前后两端应力分布不对称。  相似文献   

15.
用有限元模型数值模拟了能量和作用时间相同而时空分布不同的连续波激光辐照下,带涂层钢靶的温度场和热软化分布。结果表明,光强空间分布不同时,靶后表面温度分布虽有不同程度的差别,但材料中部的热软化差别很小,仅热软化的范围略有改变;光强时间分布不同时,靶面温升的历史不同,但最终温度和温度分布都趋于一致。模拟分析结果与实验结果一致。  相似文献   

16.
激光时空分布对钢靶温度场及热软化的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 用有限元模型数值模拟了能量和作用时间相同而时空分布不同的连续波激光辐照下,带涂层钢靶的温度场和热软化分布。结果表明,光强空间分布不同时,靶后表面温度分布虽有不同程度的差别,但材料中部的热软化差别很小,仅热软化的范围略有改变;光强时间分布不同时,靶面温升的历史不同,但最终温度和温度分布都趋于一致。模拟分析结果与实验结果一致。  相似文献   

17.
Laser forming of a metal plate involves a complex thermoplastic process. To accurately control the deformation of a metal plate, its temperature distribution must be obtained first. In this paper, three-dimensional finite element method simulations of the temperature field that account for the temperature dependence of the thermal properties of the materials were carried out. By defining a dimensionless temperature T* and a special Y-coordinate Y*, we found that temperature distributions in the Y′ direction are similar for different thicknesses. An analytical model of the temperature of the high-temperature zone in the Y′ direction is derived for the first time based on the similarity of temperature distributions and data obtained from regression analysis. The comparison of analytical and numerical results shows good agreement with respect to temperature distributions. This investigation is of significance for the prediction of a deformation field in future works.  相似文献   

18.
A numerical model is established to investigate the influence of transparent coating thickness on the laser-generated thermoelastic force source and ultrasound waves in the coating-substrate system by using the finite element method (FEM). Taking into account the effects of thermal diffusion, the finite width and duration of the laser source, as well as the temperature dependence of material properties, the transient temperature distributions are obtained firstly. Applying this temperature field to structure analyses as thermal loading, the thermoelastic stress field and laser-generated ultrasound wave in the specimen are obtained. The generation and propagation of the laser thermoelastically induced stress field and ultrasonic waves in coating-substrate system are presented in detail. The influence of transparent coating thickness on the transient temperature distribution, thermoelastic force source and the laser-generated ultrasound waveforms is investigated. The numerical results indicate that the thermoelastic force source and laser-generated ultrasound waveform are strongly affected by the coating thickness due to the constraint of coating. This method can provide insight into the generation and propagation of the laser-generated stress field in coating-substrate system consisting of a transparent coating and an opaque metallic substrate. It provides theoretical basics to optimize ultrasonic signal generation in particular applications and invert the physical and geometrical parameter of the coating-substrate system more accurately in the experiment.  相似文献   

19.
梁秀强  袁杰红  周仕明 《强激光与粒子束》2018,30(11):114001-1-114001-6
栅极组件热变形是影响离子推力器工作性能及工作寿命的主要因素,为研究栅极组件升温过程中温度场分布及变化规律,探索能较准确模拟栅极温度场的方法,建立了栅极组件1/12全尺寸有限元模型进行温度场仿真计算。同时,基于实验室搭建的温度测量平台,测量了大气环境下加热时栅极组件的瞬态温度变化。对比有限元分析求解与试验过程中的温度场,加速栅平均误差为14.4%,屏栅平均误差为9.7%,双栅最大误差不超过18.4%,验证了有限元模型及方法的可信度和合理性。  相似文献   

20.
设计了一种大功率白光LED照明灯具的封装结构,通过有限元计算,分析其稳态工作下的温度场分布,并通过温度测试实验表明,器件上测试点温度76.0℃,散热器外壳温度71.0℃,误差分别为2.6%和2.3%,理论计算与实验结果基本吻合。在此基础上,结合灯具各构件的温度场分布与传热学原理,提出了一种新的散热封装结构,为大功率LED的散热优化方案提供了有效依据。  相似文献   

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