激光加热的微塑性成形有限元模拟

针对难成形材料微构件成形困难的特点,提出基于激光双面加热的微塑性成形方法。采用有限元分析软件ABAQUS,建立了基于激光加热的微镦粗圆柱形工件的热力耦合有限元模型,并对激光加热后工件的温度场分布和微塑性成形进行了模拟和应力分析。结果表明,采用激光双面加热的方法可以为微塑性成形建立合适的温度场,激光加热状态下的微塑性成形力明显降低,提高了微塑性材料的成形性能,拓宽了微塑性成形技术的应用范围。     

影响激光加热运动圆柱体的加热线型的分析

 采用几何分析的方法研究激光加热运动圆柱体的过程，在说明加热线型的概念和意义后，讨论了在地平面上各点处所具有的加热线型的时间宽度，从而指出，为了激光有效加热运动圆柱体，激光器应当怎样在地平面上放置的原则。即根据激光器有效工作时间与圆柱体抛射时间的比例关系选择一定的相对时间宽度等值线，以此等值线为界在地平面上划出一有效区域，并从中选取距离轨道最近的点作为激光器的放置点。当考虑大气对激光的衰减作用时，激光以小于一定入射角阈值进行动态加热的总能量将出现极大值，在此处放置激光器最有利于动态加热。     

短脉冲激光加热模型的遴选原则

 利用推导出的1维半空间光致热弹性应力响应的精确解,对激光与材料相互作用的加热模型的选取进行了研究。理论分析和计算结果表明：常用的表面加热模型只有在热穿透深度远大于光吸收长度时有效,若将其应用于超短脉冲激光（ps以下量级）加热的情况,可能会导致较大的误差;皮秒和飞秒激光辐照的热效应须用体加热模型计算。     

激光辐照下金属／炸药温度场的计算

用有限元模型分析了激光辐照下金属/炸药双层材料的温度分布,得到了炸药表面中心温升与激光强度、光斑尺寸以及激光作用时间的关系,还得到了激光对金属/炸药装置点火的初步规律,分析了亚音速气流的对流换热对靶面温度场的影响。     

激光辐照下金属／炸药温度场的计算

 用有限元模型分析了激光辐照下金属/炸药双层材料的温度分布,得到了炸药表面中心温升与激光强度、光斑尺寸以及激光作用时间的关系,还得到了激光对金属/炸药装置点火的初步规律,分析了亚音速气流的对流换热对靶面温度场的影响。     

激光对运动圆柱体加热的几何学研究

 当激光无论从地面或是从空中辐照运动的圆柱体时，都涉及到入射激光相对于圆柱体的辐照方式。在一定假设下，导出了激光对抛射圆柱体表面加热时圆柱表面热加载功率密度分布公式，并结合一理想情况，针对光束入射角度因子、光斑中心的偏移、光斑形状的变化进行了解析计算分析。分析表明，即使圆柱体本身不做自转，圆柱体表面的光强分布中心也会发生偏移，分布也会发生变化，尤其沿圆柱体轴向的分布变化较大，必须结合实际加以细化研究。     

激光加热温度场物理分析

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。     

高强度激光加热薄层物料的数值模拟

本文对一侧表面存在对流换热的薄层物料受高强度脉冲激光加热的双曲型热传导问题利用有限差分方法进行了数值求解。考虑激光的容积吸收,将高强度脉冲激光处理为沿光程指数衰减的内热源。本文对考虑容积吸收及对流换热的影响后双曲型热传导方程的计算结果进行了分析。     

切向气流对激光加热材料的影响

 在重复频率YAG激光加载下，研究了30CrMnSiA钢片分别处于空气自然对流和切向强迫气流环境中不同的温度响应。实验用红外热像仪对靶前表面的温度进行了实时诊断，结果表明，在激光作用下，靶材的温升与靶前表面的对流换热状况有较大的关系，当靶面存在马赫数为0.1左右的切向气流时，材料的温升曲线明显低于靶处于空气自然对流环境下的温升曲线，气流与靶面的对流换热使得材料的激光加工所需能量或功率增加。这与应用热边界层换热动力学理论得到的结论一致。     

切向气流对激光加热材料的影响

在重复频率YAG激光加载下,研究了30CrMnSiA钢片分别处于空气自然对流和切向强迫气流环境中不同的温度响应。实验用红外热像仪对靶前表面的温度进行了实时诊断,结果表明,在激光作用下,靶材的温升与靶前表面的对流换热状况有较大的关系,当靶面存在马赫数为0.1左右的切向气流时,材料的温升曲线明显低于靶处于空气自然对流环境下的温升曲线,气流与靶面的对流换热使得材料的激光加工所需能量或功率增加。这与应用热边界层换热动力学理论得到的结论一致。     

激光辐照金属板材的温升和升温率

从光子与声子相互作用机制出发,导出金属材料的能量吸收速度;解热传导方程,求出激光辐照下金属板材料的温度分布;讨论了激光辐照时间、材料性质等对金属板材温升和升温率的影响。     

激光辐照金属/炸药复合介质温度场的数值模拟

 当激光辐照金属/炸药复合介质外表面时,在变物性及界面有接触热阻的条件下,用二维线性瞬态导焓方程,数值计算了介质内部温度场时空分布。作为特例,将常物性及无接触热阻下的数值解与相同条件下的二维线性瞬态导热方程的解析解相比较,结果表明数值法的计算程序及结果是可信的。     

简化的三维体轮廓测量术

基于直接条纺位移分析的三维测量具有简单，快速，精确的特点，本给出了该方法的光学调制和计算机解调原理，以及用该方法进行简单三维测量的主要步骤。     

三维空腔辐射场计算的一种简化数值方法

给出三维空腔辐射场计算的一种简化数值方法。在一些物理假定条件下,把问题简化为解反照边界条件的 Boltzmann方程。对方法作了详细描述,讨论了迭代过程的收敛性,最后给出了数值例子。     

激光共焦扫描显微镜三维数据场截面图像重建

提出利用插值技术实现离散三维数据场重采样的算法，并利用计算机图形学技术显示重建图像。     

光致气溶胶粒子加热的等效吸收系数

当激光加热气溶胶粒子,所有气溶胶粒子都将吸热,部份吸收的热量将储存在内部构成一个热阱;部分加热周围空气,改变周围空气的温度分布。本文将现有连续激光加热单个气溶胶粒子热晕的理论引入群体气溶胶粒子,建立了群体气溶胶粒子加热空气的等效吸收系数公式,计算了不同类型的粒子的等效吸收系数以及延迟时间。     

用Pt薄膜表面温度计测定激光加热的表面温度变化

用溅射Ｐｔ薄膜成功地探测低功率Ｈｅ－Ｎｅ激光加热样品的表面温度变化，结合锁相技术，该系统能分辨的最小温度变化为１０＾－５Ｃ。     

基于有限元的舌体三维温度场数值模拟

依据生物体自然形态所进行的三维温度场建构与计算是近年来国内外生物传热研究中的焦点之一.采用血管铸型的方法获取猪舌的血管树,通过数码成像及逆向建模将其转换为计算机可识别的数字模型.以Pennes方程为基准方程,对自然形态和实际传热状态下的舌体三维温度场进行了重构计算,并获得成功.通过此方法可获取其它生物体器官三维空间的温度分布,对本研究而言,舌体三维温度场计算的成功为探索生物传热与中医舌诊的机理研究搭建了技术平台.