约束条件对反射镜应力与变形的影响

采用有限元方法计算了在1064nm强激光辐照下6s后的反射镜的温度场分布．并分析了在三种不同边界约束条件下的等效应力与变形情况，为设计高功率激光反射镜夹持机构提供了理论参考。     

单晶硅片在脉冲激光作用下的断裂行为

基于脆性材料在激光辐照下的断裂行为,将可控断裂激光切割技术应用于脆性材料的加工.为了分析脉冲激光辐照脆性材料过程及脉冲激光扫描过程中产生的断裂行为机理,采用数值计算方法建立了含有裂纹的三维有限元热弹计算模型.分析了脉冲激光辐照单晶硅片过程中温度场和热应力场的变化情况,并模拟计算了硅片边缘含有裂纹时裂纹尖端应力强度因子的...     

连续波强激光辐照下光学薄膜元件损伤机理和热畸变研究

研究了多层反射膜的光学吸收，得到薄膜界面吸收系数的近似计算式。对环状强激光辐照下光学薄膜元件的瞬态温度场和热畸变分布以及损伤机理进行了详细的理论分析，用泰曼干涉仪实际测量了连续波氧碘激光辐照光学元件的热畸变量，并与理论计算结果相比较，理论和实验符合较好。     

切向气流作用下激光辐照对尼龙材料的热烧蚀规律

为了研究切向气流对激光毁伤低慢小目标的影响,采用仿真分析和实验相结合的方法研究了在激光辐照典型低慢小目标材料尼龙66过程中切向气流对激光烧蚀作用的影响。建立了激光烧蚀尼龙的简化物理模型,利用红外热像仪分别研究了1.5s和4s两个时刻激光辐照下尼龙材料的温度场分布和烧蚀形貌,并与无气流条件下的结果进行对比。实验表明,切向气流对激光烧蚀尼龙材料过程的影响主要分两个阶段,在辐照前段时间切向气流减缓了激光辐照下尼龙66材料的温升,抑制了激光对尼龙材料的烧蚀作用;但随着温度的升高,热分解产物增多使激光屏蔽作用增强,切向气流减轻了目标材料表面热分解产物对激光的衰减,并为尼龙材料的氧化烧蚀提供更多氧气,促进了烧蚀作用。最后对切向气流下激光烧蚀尼龙的过程进行了ANSYS仿真,实验结果和仿真结果基本一致,从而验证了理论的可靠性。     

激光辐照参数对自蔓延合成铝-钛-硼中间合金组织和性能的影响

采用激光引燃自蔓延技术合成铝-钛-硼中间合金,利用此中间合金可对ZL108铝合金组织进行细化,研究了激光辐照参数对中间合金和铝合金显微组织的影响。结果表明:通过对激光器工作参数的调整,可制备出具有TiAl3和TiB2颗粒含量适中、弥散分布的中间合金;在本试验条件下,激光功率1 200 W、照射1.0 s时,生成粒径约为1μm、弥散分布的TiB2,长度约10μm、均匀分布的长条状TiAl3,此时中间合金的细化效果最佳,铝晶粒平均尺寸为55μm。     

连续波强激光辐射下光学薄膜元件损伤机理和热畸变研究

研究了多层反射膜的光学吸收，得到薄膜界面吸收系数的近似计算式。对环状强激光辐射下光学薄膜元件的瞬态温度场和热畸变分布以及损伤机理进行了详细的理论分析，用泰曼干涉仪实际测量了连续波氧碘激光辐照光学元件的热畸变量，并与理论计算结果相比较，理论和实验符合较好。     

激光作用下生物组织光热效应的研究状况

激光生物医学理论和临床实践的基础是激光与生物组织相互作用研究。本文从生物传热方程出发，探讨激光作用下组织光热效应的空间分布及时间行为，光热传播临床应用的特点，温度的实时测量。理论模型和实验手段的结合，可以对激光外科临床应用中的热损伤作出预测，也有助于新型医疗手段的验证、疗效监测及新型医用激光设备的设计和研究。     

注塑成形中流动与冷却的耦合分析

分析了传统模拟方法中温度边界条件的缺陷，提出了用耦合方法确定模具、熔体传热问题的边界条件。用有限元求解模具温度场、有限差分求解塑料熔体温度场，在界面上用超松弛方法更新边界温度，重新计算模具、塑件熔体的传热问题，直到收敛。保存脱模后模具温度状态并作为下一周期模拟的初始条件、边值条件。注塑成形中流动与冷却的耦合分析方法可以模拟瞬态、多周期及更复杂的传热问题。     

钢背铜塑自润滑材料端面摩擦条件下的二维稳态热分析

应用有限差分和传热学的基本原理,建立了聚甲醛钢背铜塑三层自润滑复合材料端面试样的温度场分析模型和计算方法,推导出了一种二维离散有限元空间的稳态温度差分方程。在端面摩擦边界条件下使用该方法给出了试样的温度场分布,其结果与试验结果吻合较好,表明该模型能满足模拟钢背铜塑自润滑材料端面试样的摩擦热分析要求。     

非稳态工况下磁粉离合器的温度场计算

本文用有限差分的方法分析了磁粉离合器在各种不同工况下的温度场分布 ,并设计了相应的计算程序。通过大量的实验和分析 ,验证了计算方法的正确性。该分析方法为磁粉离合器的设计、选择和使用提供了依据 ,为磁粉离合器的使用推广解决了一个关键性的技术难题。     

基于有限元方法的25m天线座架结构热特性分析

通过对南山站太阳照射情况的研究,借助有限元分析软件得到天线座架在太阳照射作用下的瞬态温度场分布和热变形情况。建立天线有限元模型,计算在夏至日晴天无云情况下天线受太阳辐射、空气对流和周围环境长波辐射等边界条件下天线座架在不同时刻的热流密度曲线及温度分布;并对温度场分析结果与座架结构做热-结构耦合分析,得到天线座架的热变形分布。结果表明:在太阳照射作用下,不同时刻座架结构中各条梁的温度变化较大;同一时刻不同的梁的温度分布也有明显差异,最大温差可达9℃;热变形量的RMS最大可达1.8 mm,严重的影响到天线的指向。     

脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金的温度场分布

利用ABAQUS建立了三维瞬态传热模型,计算了激光诱导下的温度场分布情况,并研究了激光参数对温度场的影响。仿真结果表明,工件最高温度随着单脉冲能量的增大以及扫描速度和光斑直径的减小而增大,热影响区的最大深度和宽度随着单脉冲能量的增大以及扫描速度和光斑直径的减小而增大。研究结果为优选激光诱导氧化硬质合金材料时的激光参数提供了重要依据。     

泵体温度场对滚动转子式压缩机性能的影响分析

滚动转子式压缩机工作过程中冷媒与外界的传热特性对整机性能具有重要影响,明确压缩机工作过程中的温度场分布情况,有助于整机性能的优化。本文提出泵体传热的关键影响因素,建立了滚动转子式压缩机的仿真分析模型。针对泵体整体结构的瞬时温度场进行分析,确认不同结构的设计对压缩机吸气、排气温度的影响存在差异。通过可拆式样机实现单一变量调整的单项性能验证试验,确认了在其它条件一致的前提下、优化泵体温度场对压缩机的能效存在显著提升效果。     

人眼安全的生物气溶胶短程遥测系统

建立了满足激光辐照人眼安全要求的便携式生物气溶胶短程遥测系统,用于实现有人员活动区域生物战剂气溶胶的实时预警监测。以高频调制的405nm半导体激光器为激发光源,200mm口径的卡塞格林望远系统为信号光收集系统,搭建了基于伪随机调制的便携型生物气溶胶激光雷达短程遥测系统。该系统具备平行偏振散射、垂直偏振散射光探测,以及450nm和530nm两个波段荧光探测等四个同步探测通道。以枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和酵母菌为样本对该激光雷达系统进行了初步测试。外场试验表明,该生物气溶胶遥测系统的空间分辨率为1.5m,荧光通道的探测距离为100m;3种被测生物气溶胶种类识别的回代误报率分别为9%、11.5%和14.5%,交叉误报率为11.3%。该遥测系统的激光能量低于激光辐照人眼安全标准的要求,基本实现了生物气溶胶的甄别。     

基于磁热耦合仿真的筒式永磁调速器散热研究

针对筒式永磁调速器长时间运转发热严重的问题,利用磁热耦合分析方法,建立磁场、温度场分析的数学模型和有限元模型,通过Maxwell 3D和Steady-State Thermal模块联合仿真,得到铜环、永磁体温度场分布情况。通过对散热片进行优化仿真,显著降低了铜环和永磁体的最高温度。     

难加工材料铣削加工中刀具温度场的计算与试验

本文应用高速钢组织结构法对铣削加工时刀具温度场的分布进行了试验研究。并使用有限差分的方法对铣削加工区的三元非稳定的温度场进行了计算,在计算中对其边值条件的确定、差分格式的选用以及解的稳定性等问题进行了讨论。在选用适当的边值条件后,试验结果能够与计算结果较好地吻合。本研究揭示了在难加工材料的铣削加工中,刀具的后刀面貌类似于前刀面上的月牙形的温度分布,而且随着后刀面磨损带的扩大,这种后刀面的月牙形温度分布趋于更加明显。它也是造铣削难加工材料时后刀面磨损的主要原因。本研究对切削参数的选择、刀具的设计及加工表面质量的控制有一定的指导意义。     

机抖激光陀螺温度场的有限元模拟与实验

为了研究机抖激光陀螺内在热源对陀螺性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的温度场模型,对有限元模型进行了温度场仿真分析。描述了有限元模型的简化方法,介绍了材料热参数的处理及热生成率和换热系数的计算方法,最后给出了机抖激光陀螺的稳态温度场1h和3h的瞬态温度场分布,指出了机抖激光陀螺的最高、最低温度分布区域及温度梯度分布情况。设计了高精度的铂电阻测温电路,其测温精度为0.005℃,仿真与实验对比结果表明,计算误差优于2%,验证了模型的正确性和合理性。本文的研究方法可为陀螺盒体内部测温点的选取提供指导意见,有助于提高机抖激光陀螺的温度补偿效果。     

生物组织中激光传输的Monte—Carlo研究

Monte-Carlo模拟了波长为515nm的激光在肺组织中传播情况,详细讨论了高斯光束和圆平面光束在组织中的吸收和光能流率的分布情况,并与波长635nm激光在组织中漫反射强度随时间变化的结果相比较.结果表明激光光斑形状选择对激光在组织中传播有重要的影响作用,并且得出在生物组织中近红外光波的穿透性比较强,更便于应用于生物医学.     

激光止裂过程中温度场数值模拟研究

以含裂纹的304不锈钢紧凑拉伸试件作为研究对象,研究利用激光技术对裂纹尖端止裂的新方法。基于有限元分析软件ABAQUS建立了激光止裂温度场数值模型;通过与实验对比,验证了304不锈钢裂纹尖端激光止裂温度场模型的准确性;分析了不同工艺参数下激光止裂熔池形状和温度分布情况,结果表明:熔池深度和宽度随着激光功率的增大同步增大,随着加热时间的增加同步增大,随光斑直径的增大同步减小;熔池形状相对光轴中心成对称分布;熔池各层面上的最高温度点均位于光束中心处。     

激光焊接温度场数值模拟的研究现状

简单介绍了激光焊接技术,通过分析软件建立激光焊接模型进行有限元数值模拟,研究了激光焊接下的温度场分布,讨论了进行激光焊接温度场数值模拟中一些关键问题,并着重讨论了焊接热源的选取问题,同时指出了未来的研究方向。