激光辐照铝材表面温度场特征演化的数值模拟

来源：激光与红外杂志2015年第10期北京时间：

作者：姚红兵

单位：江苏大学机械工程学院,江苏 镇江 212013；淮海工学院理学院,江苏 连云港 222069；连云港师范高等专科学校物理电子系,江苏 连云港 222006；

摘要：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。

关键词：激光技术;激光扫描;数值模拟;温度场

基金资助：江苏省青年基金(No.BK20130407);国家自然科学基金(No.50735001;No.10804037);江苏省高校自然科学基金(No.13KJB460001);连云港市工业攻关项目(No.CG1315)资助