激光毛化成形过程的数值模拟及实验研究

发布时间：2021-06-23 01:47

　　具有毛化微凸起形貌的金属表面在工业上具有广泛的应用。激光毛化技术,由于可设计性和可控性好等独特优势,备受学术界和工业界关注。但是,由于激光毛化过程复杂,涉及因素众多,目前对激光毛化形貌的形成机理尚未完全明了,对形貌尺寸变化规律的研究也不充分。鉴于此,有必要对激光毛化成形过程进行数值模拟与实验研究,并深入探究激光毛化成形机理,掌握激光毛化工艺,该研究具有重要的理论意义与应用价值。本文以激光毛化45钢材料为研究对象,将数值研究和实验研究结合,深入研究激光诱导下毛化形貌的形成过程,分析了毛化形貌的形成机理。主要研究内容与结论如下:1、毛化凸起形成机理方面,以45钢为研究对象,采用二维轴对称模型,仿真脉冲激光作用下熔池内温度场、流体流向和流速的变化情况,据此研究了毛化形貌形成的微观机理和动态过程。结果表明:（a）张力温度系数为正的含硫材料,在加热过程中存在临界温度Tc,该温度处张力产生突变,超过该温度张力温度系数变为负值;（b）整个加热过程,低于临界温度的区域,切向应力为负,熔质流向熔池中心;表面高于临界温度,切向应力为正,熔质向边缘流动;表面存在两异向环流,则交界区域形成对流零点。同种环流,... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

激光毛化形貌（a）火山口形貌，（b）墨西哥帽状形貌

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光具有较高的反射能力和较低的吸收能力。料的光学常数、激光的波长；材料的物理条件（（是否有氧化层）；温度（温度改变会影响以料光学常数、激光波长的关系数n 和吸收系数 取决于波长，所以吸收率吸收率 A( )取决于光学常数和波长： 2222( ) 1 ( )( ) 1( ) 1 ( )nAn + + +光的反射率受光波长的影响较大。图 2.1 为射率与激光波长之间的关系。从图中可以看光波长的增大而增大，最后趋于一个稳定值长激光，可以减小材料的反射率，提高材料


本文编号：3243968