到靶激光辐照氧化铝的温度分布特性研究

在激光的传播过程中,由于受到传输环境影响,可能导致到靶激光的波前畸变和波前破碎等现象,致使实际的到靶光斑产生时空分布的变化。利用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了毫秒脉冲激光与氧化铝相互作用的数值仿真模型,对比分析了氧化铝分别在实际到靶激光和理想高斯激光作用下的温度分布差异。研究表明,由于实际到靶激光与理想高斯激光能量梯度差距较大,使得在与氧化铝相互作用时产生的温度分布也表现出明显差异,在分析实际到靶激光时,实际到靶激光的能量梯度越大,其产生的温度场与其能量空间分布差异也更明显。因此,在实际应用中,不能单纯的把入射激光都理想化为标准光斑。研究结果在提高长距离传输的激光加工质量的应用方面具有指导意义。     

激光辐照介质温度场的数值模拟

利用有限元程序模拟激光辐照介质的温度分布,计算中用随温度变化的焓处理相变问题.在激光功率P=2 000 W时,取光斑半径r0分别为0.01 m和0.012 m,辐照时间t=3 s,介质厚度h=0.06 m,分别就考虑热力耦合效应和解耦计算得到的介质升温进行了讨论:r0=0.01 m时介质背光面升温耦合计算比解耦计算提高了10.54℃;r0=0.012 m时介质背光面升温耦合计算比解耦计算提高了1.31℃.指出在激光功率密度较高时,热力耦合效应对介质升温的影响较为明显.计算结果表明,介质熔融相变要消耗一部分激光能量,停止激光辐照后介质继续发生热传导,从而对介质升温有利.     

激光辐照旋转飞行靶温度场数值模拟

以激光辐照旋转飞行靶为研究背景,考虑激光的大气传输,以及激光辐照面积和功率密度分布随靶目标旋转和飞行的变化,建立激光辐照热传导模型;利用有限容积法,得到靶目标三维温度场的数值解;分析目标旋转速率对温度场分布以及炸药热爆炸的影响。分析结果表明：靶目标旋转速率越大,靶表面最高温度值越小,热量越不容易集中,越不利于炸药的热起爆。     

多道送粉式激光熔覆温度场的有限元分析

根据激光熔覆的特点, 建立了激光熔覆温度场分析的模型, 对多道送粉式激光熔覆过程的温 度场进行了有限元分析.在分析过程中, 激光热源模型为可移动的高斯热源, 该模型适合熔覆层厚 度不大的情况.并采用“单元生死法”来模拟激光熔覆过程中激光粉末不断被熔覆的过程.结合以上 分析过程, 我们利用ANSYS 有限元分析软件来编写一段相应的APDL 命令流, 运行命令流后, 通 过ANSYS 后处理器便可查看相应的计算结果.分析结果表明:每一道中各步的中心点温度的峰值 基本上相等, 并且热循环曲线相似, 只是在时间上有延迟.后一道各步中心点的温度峰值比前一道 各步的要高, 但是这种增值的幅度越来越小.     

切向气流下激光辐照温度场数值模拟

以圆柱形金属/炸药结构为对象,考虑存在切向气流的情形,数值模拟激光辐照温度场分布。通过有限元的方法,得到温度场的数值模拟结果,分析气流速率对温度场分布以及炸药热爆炸的影响。分析结果表明：切向气流对激光辐照过程有冷却作用,气流速率越大,冷却效果越明显,对应炸药点温度越低,越不利于炸药的热起爆。     

激光辐照散射参数的数字化分析

针对激光加工光束辐照材料表面所产生的散射现象，借助所设计特定要求的数字化研究辅助电路，探讨了用VB通信控件实现测试系统中微机与单片机之间的串行通信方法，并对其通讯数据和测试结果进行了分析。利用数字化系统可以有效提高测试准确度和工作效率，为激光加工的研究奠定了基础。     

大功率工业激光的功率密度分布及其应用

由于激光功率、光束的模结构与聚焦光斑形态等参数,对加工质量起着决定性作用,通过对工业加工用大功率激光束,特别是聚焦焦点的横截面功率密度分布的测量,可以了解不同激光器加工能力的差异,为激光加工质量的提高提供最基本的数据.采用大功率激光光束光斑质量诊断仪(LQD-1),对几种工业加工用典型大功率激光的功率密度分布进行了测量,所测激光束的模式主要有准基模、混合模、多模,根据测量结果给出了其应用范围.     

正交金属切削温度场有限元分析

目的研究正交金属切削系统温度分布规律,建立其温度场有限元分析模型. 方法给出切削力、剪切角等易测量实验数据,并利用热传导有限元法计算多种切削条件下系统温度分布. 结果计算结果与经典实验结果吻合较好,并给出了切削参数对切削温度的影响. 结论该有限元分析模型设计合理,是研究正交金属切削系统温度分布规律的可行方案.     

基于有限元的激光熔覆温度场分析

采用Ansys有限元软件对激光熔覆Ni60合金过程中热量传递及温度分布进行模拟,在分析过程中采用三维单元,并考虑了材料热物性的非线性特征及对流和辐射的边界条件,建立了有限元模型,得出了熔覆过程中试样表面、端面的温度分布模拟图,分析了激光熔覆工艺参数对试样表面温度场的影响,为制作高性能的耐磨表面合金层选择熔覆工艺参数等提供了依据.     

激光辐照下反射镜热变形特性分析

激光致反射镜热变形引起光束质量下降是强激光系统优化设计的关注热点.为了在不同反射膜和不同基底的多种材质组合中筛选出热变形最小的情况,对反射镜热变形特性开展了理论分析,讨论了激光参数的影响.首先模拟了不同反射镜的温升和热变形,发现温升和热变形的最大位置始终位于被激光辐照镜面上;然后筛选出热变形最小的镜体组合是镀Ag膜的硅基底反射镜,并且随着入射激光波长的增大,反射镜温升变小,热变形量也减小;激光功率越小,反射镜的温升越低,热变形量越小;激光光斑半径越大,最大热变形量越小.研究结果可以为反射镜的优化设计,以及反射镜的激光损伤等方面提供理论参考.     

Multivariable wavelet finite element for flexible skew thin plate analysis

Flexible skew thin plate is widely used in mechanical engineering, architectural engineering and structural engineering. High-precision analysis is very important for structural design and improvement. In this paper, the multivariable wavelet finite element (MWFE) based on B-spline wavelet on the interval (BSWI) is constructed for flexible skew thin plate analysis. First, the finite element formulation is derived from multivariable generalized potential energy function. Then the generalized field variables are interpolated and calculated by BSWI. Different from the traditional wavelet finite element, the analysis precision can be improved because the generalized displacement and stress field variables are interpolated and calculated independently, the secondary calculation and the computational error are avoided. In order to verify the effectiveness of the constructed MWFE, several numerical examples are given in the end.     

EELS study on BST thin film under electron beam irradiation

~~EELS study on BST thin film under electron beam irradiation1. Kingon, A. I., Streiffer, S. K., Basceri, C. et al., High-permittivity perovskite thin films for dynamic random-access memories, MRS Bull., 1996, 21: 46-52. 2. Kingon, A. I., Maria, J. P., Streiffer, S. K., Alternative dielectrics to silicon dioxide for memory and logic devices, Nature (London), 2000, 406: 1032-1038. 3. Stemmer, S., Hoche, T., Keding, R. et al., Oxidation states of titanium in bulk …     

H型钢冷却过程温度场有限元分析

借助MARC／Mentat有限元分析软件，对H型钢冷却过程进行了有限元模拟，研究了冷却过程中的热边界条件，分析了轧件温度场的分布及其变化规律，数值模拟结果与实测结果吻合较好。分析结果对于掌握H型钢的冷却规律、分析残余应力、以及开发控制冷却技术具有实际指导意义。     

电磁阀的有限元法磁场分析及吸力计算

提出了电磁阀的吸力计算公式 ,建立了电磁阀的二维有限元模型 ,利用模型进行了计算软件的设计 .运用此软件对某公司生产的SRS电磁阀进行了磁场分析和电磁力计算 ,通过比较发现计算结果与测试结果吻合较好 .同时给出了电磁力和功耗随导线线径、匝数变化的关系曲线 ,讨论了电磁力和功耗与导线线径和匝数之间的关系 .     

钢筋混凝土板温度场的非线性有限元分析

为能够有效地确定钢筋混凝土板的温度场,基于经典温度场理论,提出水分修正系数以考虑其湿阻作用,编制了混凝土板温度场的非线性有限元程序;利用程序分析水分修正系数对板温度场的影响,对比表明水分修正系数取值2.0时,计算结果与试验结果吻合良好.在工程常用范围内,分析了导热系数、蒸发温度值、混凝土初始密度、对流系数和辐射系数等参数对板温度场的影响规律.结果表明:导热系数是影响板截面温度分布的主要因素,受火面辐射系数和背火面对流系数是次要因素;蒸发温度值对板背火面附近温度平台有重要影响;混凝土初始密度、受火面对流系数和背火面辐射系数对截面温度场的影响较小.     

大体积混凝土水化热温度场三维有限元分析

利用结构有限元分析程序Super SAP对大体积混凝土温度场进行模拟计算,对计算结果进行了分析,寻找大体积混凝土温度场分布存在的规律,为Super SAP在大体积混凝土温度场预测中的应用提供理论分析的依据。理论分析表明,表面边界条件不同,温度场的分布存在规律性的变化,边界条件相同时,温度分布存在对称性,反之不存在对称性,并且基础沿厚度方向的中心截面具有对称性。     

高温法兰连接系统温度场的有限元分析

利用有限元软件ANSYS创建法兰连接系统的三维温度场模型,建立螺栓、法兰、垫片间的接触对.设置边界条件及对流传热系数,研究了500 ℃高温条件下炼化装置中法兰连接系统的温度场及热流,并分析了法兰、螺栓、螺纹、螺母、垫片、空气柱的温度分布规律及具体温度值.结果表明:法兰温度从内壁面到外壁面逐渐降低,靠近螺母端外侧温度最低为334.952 ℃;螺栓温度从两端到中间呈现为先增大后减小的规律,螺栓内外侧温差最大值在螺栓的两端;垫片温度沿周向变化很小,垫片温度沿径向由内到外呈线性减小;上、下两段空气柱的温度关于垫片中面对称分布,靠近垫片端内侧温度最高.     

汽轮发电机失磁异步运行的耦合场有限元分析

为了准确模拟汽轮发电机失磁故障发生后的运行状态,建立了场、路、运动直接耦合的时步有限元分析模型,把电机的电磁场方程和定转子的等效电路方程进行联立求解,得到失磁故障过程中定子端电压、定子电流、转速、有功功率等变量随时间变化的波形,以及转子中涡流场的分布;通过间接耦合实现了失磁过程中转子的温度场计算.对1 000 MW汽轮发电机励磁绕组失磁进行了时步有限元分析,并通过转子温升计算和有功、无功功率波动结果可知：汽轮发电机失磁后,转差率、有功功率及转子铁心温度均在限定值内,但定子电流值过大,应采取及时的保护措施.