长脉冲激光辐照金属铝LY12的温度场与应力场研究
长脉冲激光辐照金属铝的温度场与应力场研究是激光加工等领域的重要研究内容之一。本论文主要针对长脉冲激光辐照金属铝LY12的温度场及应力场建立了二维轴对称数值仿真模型。仿真采用COMSOLMultiphysics计算平台，利用有限元方法对物理方程进行求解，基于热传导方程和热弹性方程原理，考虑了高斯分布激光参数，金属铝板的参数随温度变化，同时采用等效热容法处理材料的固-液相变过程。重点研究了不同功率密度、不同光斑半径等激光参数对金属铝LY12材料温度和应力的影响。结果表明: 1、长脉冲激光辐照金属铝LY12，靶材温升主要发生在辐照上表面，并且随着远离中心点处，温度随之降低，温度变化速度也变慢。在即将达到相变温度时，由于相变潜热的原因，靶材升温速度变慢，并会在此温度点持续一段时间。 2、激光辐照产生的应力以热应力为主，且应力集中辐照中心点上表面，随着半径方向降低，而在靶材几何内部，也趋向于辐照中心点应力最大，径向应力分布尺度和数值远远大于轴向、环向应力分布尺度和数值，可以看出径向应力在损伤中起着主导作用。 本论文的研究结果对金属铝LY12材料的激光加工提供了理论参考。
长脉冲激光辐照金属铝;温度场;应力场;等效热容法
长春理工大学
硕士
光学
张喜和
2014
中文
O432.12;O437
44
2014-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）