数控电解机械激光多向切割温度场模拟分析

为了有效提高数控电解机械激光多向切割温度场模拟分析效果,设计基于温度耦合计算模型。结合温度方向关系,确定当前环境温度下耦合计算模型,并引入环境质量公式,获取作用项关系,对其衍生的离散轨迹求值,确定当前切割环境下整体信息流体参数,根据当前固有离散轨迹值域,计算采暖室内的热负荷数据,利用PC端模拟程序进入模拟环境,引入外部温度数据,将耦合计算模型的流场数据转化到环境模拟负荷数据中,实现温度场模拟。根据实验数据结果可以看出,应用当前设计的温度场模拟分析技术,其內焓值差和外焓值差均明显提高了30%以上,证明该分析方法的分析效果更准确,整体分析效果更优。     

激光切割锂电池负极极片复合材料的数值模拟

为了探究负极极片复合材料的切割性质, 采用有限元模型, 对激光切割锂离子电池负极极片复合材料温度场进行数值模拟计算。由温度场分布取得了负极切缝宽度与切缝深度的尺寸大小, 从中研究激光功率、切割速率和光斑半径对负极表层材料切缝宽度与切缝深度的影响。结果表明, 负极表层切缝宽度随激光功率和光斑半径的增加而增大, 随切割速率增大而减小; 切缝深度随激光功率增加而增大, 随切割速率和光斑半径增大而减小。切割至中间铜箔后, 切缝深度变化速率趋缓, 负极材料的复合结构对切缝深度存在明显影响; 在功率为170W、光斑半径为47μm、切割速率变化至600mm/s左右时, 效果最为明显, 切割深度在该参量下达到60μm, 且突破这一阈值后增长速率得到明显提升直至极片完全切断。这一结果可为激光应用于锂离子电池极片复合材料切割提供参考。     

飞秒激光对发射药切割过程的热分析

对利用飞秒激光的超快速时间和超高峰值的特性烧蚀切割发射药过程进行了热分析建立丁飞秒激光与发射药作用过程中的传热模型,计算丁药剂内部的温度分布以及烧蚀反应放出的热量;在本研究的计算条件下．确定了在切割过程中,受激光作用的表面温度可达2500℃以上,作用深度小于1.0μm.     

激光切割的研究现状及展望

从提高平面激光切割质量的方法、激光切割表面条纹形成的不同解释二维和三维激光切割的区别三个方面对激光切割的研究现状进行了综述。最后说明了激光研究目前存在的问题及应采取的措施。     

激光切割指南

高功率激光器在材料加工方面的应用已从实验室研究和开发阶段进入到生产阶段。没有哪个激光材料加工领域如激光切割这样广泛地为人们所接受和这样飞跃地发展。虽然部份是由于制造商提高现有的机械设备，但推动这种发展的主要因素却是用户愈益认识到激光的能力。     

激光切割

本文叙述了激光切割的机理,常用激光切割的方法,激光切割的质量及其主要影响因素。     

微电子金属封装温度场仿真系统的研究

基于ANSYS平台，利用VC语言开发了一个专门针对微电子金属封装温度场的仿真系统。可以对不同情况下的微电子金属封装进行温度场仿真，并查看仿真结果。用VC语言编程，用户只需输入必要的前处理参数，就可以得出ANSYS的封装仿真结果，从而使不了解ANSYS的用户也可利用其强大的功能进行计算和分析。     

含相变及表面吸收系数随温度变化的激光热作用温度场半解析计算

本文提出一种包含相变及表面吸收系数随温度变化的激光与金属材料相互热作用的半解析计算方法,并以含固液相变但未发生传质的热传导研究为例,给出计算实例。     

激光切割机切割头位置检测与调高控制系统设计

在激光切割中为了有敢控制激光焦点与工件之间的相对位置,设计了激光切割头自动调高系统的位置检测系统。采用切割喷嘴和切割极板形成的电容构成差动式电桥,以差动式电桥作为测距传感器;用相敏检波电路鉴别切割喷嘴和切割板材间位置变化,伺服系统控制切割头运动,从而实现激光切割头高度调节。通过测试,有效地解决了激光切割焦点跟踪问题,提高了系统的控制品质。所设计的切割头位置检测为激光切割机提供了解决方案。     

激光切割及其在切割石板材中的应用研究

简述了激光切割的工作原理及特点.选用六种天然石板材作为实验样本,在明确实验样本组成成分及硬度的基础下,采用大功率CO2激光器切割系统,对六种不同硬度、不同厚度的天然石板材进行切割实验,获得切割六种不同硬度、不同厚度的天然石板材时的最佳工作速度,从而优化了激光切割天然石板材的切割工艺.实验结果表明:激光切割天然石板材的切割质量与石板材含杂质的多少、石板材的肖氏硬度有关.     

激光金属沉积成形过程中温度场的数值模拟

为了降低成形过程的热应力,根据有限元方法中的“单元生死”技术,利用APDL语言编程实现了对多道多层激光金属沉积成形过程三维温度场的数值模拟,再现了成形过程中温度场的动态变化,得到了成形过程中模型温度场及温度梯度的分布规律。结果表明,试样同一纵断面上各节点虽然被激活的时间不一样,但它们具有相似的温度变化规律;试样内的温度梯度主要沿z轴方向分布,基板内的温度梯度主要沿平行基板方向分布,具有明显的分层现象,熔池区的温度梯度非常大。在相同的工艺参数下,实际成形试样的扫描电镜照片与模拟结果吻合很好。     

基于自适应小波网络的激光切割表面质量预报的研究

基于自适应小波网络理论,建立了一个应用于激光切割质量预报与激光能量、激光切割速度、辅助气体压力及材料厚度之间关系的自适应小波网络分类器。仿真结果表明,该方法具有良好的识别性能,且收敛速度快,是一种有效的预报方法。     

三维温度场声学测量重建及计算机仿真

相比单点温度测量而言,温度场的测量更加重要。温度场声学测量是目前最有发展前景的一种温度场测量方法,国内尚无人开展三维温度场声学测量的研究,为此,采用计算机模拟仿真的方法进行了三维温度场声学测量重建。以最小二乘方法为基础构建了三维温度场声学测量重建算法,以安装了32只声发射/接收传感器、并被均匀地分割成64个空间网格的正立方体型区域为测量空间,在考虑和不考虑＂声线弯曲效应＂的情况下,对球对称型模型温度场进行了仿真重建。仿真结果不仅与理论预测符合得较好,而且在考虑了＂声线弯曲效应＂后,温度场的反演精度有了很大提高,说明＂声线弯曲效应＂是影响温度场重建质量的重要因素之一。     

大气气氛下Ti表面激光氮化及其温度场的计算

利用大气气氛下激光氮化方法,采用CWCO2 激光作为辐射源,同时通以与激光束同轴的激活态氮束流,对工业纯钛进行氮化处理。并利用X射线衍射方法(XRD)对样品进行测试分析。结果表明,当激光功率密度不小于6.5×105W·cm-2、扫描速度不大于600mm·min-1时,在大气气氛下可实现钛表面的氮化处理,且氮化处理后,钛的表面硬度可提高3倍左右。采用半无限大模型对氮化过程中的温度分布进行了数学模拟,并推导出了温度分布方程。由此方程出发,计算出了钛表面实现激光氮化时所需限制的最大扫描速度为600mm·min-1,并与实验结果进行了比较,结果发现,用该模型计算出的扫描速度的阈值与实验结果基本吻合。     

激光输能光电池温度场数值模拟

温升效应是影响激光输能光电转换效率的重要原因。为了分析温升效应对光电转换效率的影响,采用基于COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件和MATLAB软件联合仿真的数值模拟方法,建立了光电池的物理模型和热模型,得到了激光辐照时间、功率密度、光斑面积、入射角以及热辐射和热对流对温度场的影响结果。结果表明,2000W/m2激光功率密度辐照下,光电池温度随辐照时间先快速上升,20s后缓慢增加,100s达到热平衡态后温度稳定在343K;随着激光功率密度增大,电池温升速度越快,达到热平衡态时的温度值越高;激光光斑全部覆盖电池表面时,电池表面温度差值最小;入射角通过影响有效激光辐照功率密度来影响电池温升;热辐射和热对流对降低光电池温度十分有利;当激光入射角为0°、激光功率密度辐照约为2000W/m2、激光光斑面积近似为电池表面面积时,光电池能获得最佳的光电转换效率。可见对光电池温度场进行仿真分析为研究提高激光输能光电转换效率的方法提供了理论参考。     

激光辐照铝材表面温度场特征演化的数值模拟

建立激光辐照铝材料的有限元分析模型,对材料表面的温度场进行数值模拟。研究了激光光束在对材料表面扫描过程中激光扫描速度、TEM00及TEM10两种理想模式的叠加比例η的取值、材料厚度等因素对扫描结果的影响。分析了在材料上所取的几个目标点的温度场变化情况。仿真结果表明扫描的速度快慢决定了材料表面可以吸收激光能量的多少,影响材料的最高温度;η的取值决定了激光光束的能量分布情况,η值越高激光光束能量越集中,在扫描过程中目标点的温度变化越剧烈;随着深度的增加,材料内部的温度的最高值逐渐降低,温度的升高趋势逐渐趋于平缓。