基于SPH-FEM转换算法的砷化镓划片损伤过程研究

来源：上海理工大学学报杂志2024年第3期北京时间：

作者：黄鹏辉，姜晨，高睿，蒋金鑫

单位：上海理工大学 机械工程学院，上海 200093,上海理工大学 机械工程学院，上海 200093,上海理工大学 机械工程学院，上海 200093,上海理工大学 机械工程学院，上海 200093

摘要：为了进一步提高半导体激光器巴条制造质量，改善解理加工过程中划片损伤情况，采用SPH-FEM转换算法研究划片速度和载荷对单晶砷化镓（gallium arsenide，GaAs）划片损伤的影响。基于广义胡克定律计算出砷化镓{100}晶面晶向的各向异性机械力学特征参数，采用SPH-FEM转换算法仿真金刚石刀头划片实验，将划片过程中损伤的有限元转换为粒子，研究损伤粒子在刀头作用下的运动轨迹，确定出划片的损伤过程。研究表明，该方法较好地解决了传统有限元法大变形区域发生网格畸变所导致的计算误差问题，揭示了不同加工参数对砷化镓材料划片损伤的影响，并得到了实验验证，为脆性材料的划片损伤过程提供了新的途径和思路。

关键词：砷化镓;各向异性;广义胡克定律;划片损伤;SPH-FEM转换算法

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51475310)