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《国防科学技术大学》 2006年
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材料在脉冲激光作用下热力响应的SPH模拟

孙赫颖  
【摘要】: 材料在激光辐照下,沉积能量使材料的温度升高,引起一系列的热力学响应。本文调研了材料在激光辐照下的热力学响应的相关文献,发现它们大多探讨的是强激光对材料的加热引起的熔融、气化以及飞溅的情况。有研究表明,激光辐照产生的一部分灾难性破坏的最终原因却是力学的而不是热熔融。针对这一情况本文就材料受激光辐照但未发生熔融的情况进行了理论分析和数值模拟研究,主要工作如下: 讨论了激光与物质的相互作用,介质对激光的反射和吸收理论,以及激光加热物质的温度场;给出了热力耦合理论的基本方程。在深入研究SPH方法的基础上,应用改进的SPH方法推导了热力耦合的离散公式;编制了直角坐标系下激光辐照热力耦合问题的SPH程序,对初始温度间断以及恒定温度边界热传导效应进行了模拟,对比解析解,得到了一些比较好的结果。进一步模拟了短脉冲激光辐照阶跃升温引起的热应力以及矩形脉冲激光辐照引起的热应力,对热应力波的基本特点进行了分析,讨论了激光功率密度、脉宽对热应力的影响,讨论了热传导方程中热力耦合项对温度和应力的影响。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB302

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 徐志宏;汤文辉;张若棋;;基于黎曼解的粒子间接触算法在SPH中的应用[J];高压物理学报;2006年01期
2 强希文,张建泉,李邦固,刘峰,朱润合;高功率脉冲激光产生的激波在靶材中的传播[J];红外与激光工程;2000年02期
3 安毓英,曾小东;照亮廿一世纪之光——纪念激光发明四十周年[J];激光与红外;2000年03期
4 洪昕,王声波,郭大浩,吴鸿兴,王劼,戴宇生,夏小平,解艳宁,虞吉林,程经毅;激光冲击波在铝靶中衰减特性研究[J];量子电子学报;1998年05期
5 范绪箕,陈国光;关于热弹性力学的耦合理论[J];力学进展;1982年04期
6 张德勇,于鸿楠,许龙江,戚诒让;对金属激光烧蚀时空气中产生冲击波的研究[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2000年04期
7 闫长春,顾济华;脉冲激光加热下材料的温度场研究[J];苏州大学学报(自然科学版);2003年02期
8 王薇,张杰,V.K.SENECHA;冲击波在铝靶中传播的数值模拟研究[J];物理学报;2001年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 裴玉萍;;北方住宅建筑节能设计探析[J];安徽农业科学;2009年26期
2 胡春香;陶向阳;;PC型HgCdTe探测器对波段内外激光辐照的影响和吸收机制[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年04期
3 张鸿俭,冯钟潮,张鹤;TiN类薄膜的激光化学气相沉积[J];兵器材料科学与工程;1999年01期
4 石磊;赵尚弘;方绍强;胥杰;占生宝;李勇军;;激光推进环聚焦数值模拟研究[J];半导体光电;2007年05期
5 石磊;赵尚弘;占生宝;李勇军;方绍强;胥杰;;反射镜表面粗糙度对激光推进环聚焦性能的影响[J];半导体光电;2007年06期
6 张强;汪岳峰;韩玉东;段欣涛;董伟;黄明冀;殷智勇;贾文武;;混合频率激光干扰CCD探测器的仿真研究[J];半导体光电;2010年05期
7 秦萌青,李田泽;激光在半导体材料加工中的应用与展望[J];半导体技术;1998年04期
8 钱晓峰;陈涛;郭商勇;;准分子激光加工PMMA生物芯片片基的实验研究[J];微纳电子技术;2006年01期
9 王智,吴峰,吴重庆;光纤PCVD法激光熔融过程分析[J];北方交通大学学报;1996年01期
10 王智,张劲松,吴重庆,简水生;光纤预制棒工艺的能量分析[J];北方交通大学学报;1998年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈菊芳;张永康;许仁军;;新颖高效的激光除锈技术[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 陈彦北;陆建;倪晓武;;激光作用金属板材塑性损伤的判定[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
3 刘立婷;龙连春;;预加轴压薄壁圆柱壳在连续激光辐照下的破坏实验[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
4 王亭亭;刘立婷;龙连春;;激光辐照预加载荷铝合金试件破坏测试[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
5 张晋峰;龙连春;;连续激光辐照碳纤维增强复合材料板温度场研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
6 姜可;谢冀江;张来明;徐东东;;HgCdTe探测器在激光辐照下的温度场模拟[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 丁升;王建国;王玉恒;;转动充压圆柱壳体在强激光辐照下的破坏分析[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
8 杨炳渊;史哓鸣;梁强;;高超声速有翼导弹多场耦合动力学的研究和进展[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
9 陈睿;韩旭;胡德安;杨刚;肖毅华;;基于隔步搜索的移动最小二乘粒子流体动力学方法[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
10 罗群;程湘爱;刘璞;饶鹏;甘秋果;;超连续谱光源辐照面阵CCD的干扰效应研究[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑兴;SPH方法改进研究及其在自由面流动问题中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张忠;固体炸药冲击起爆的物质点法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
5 闫华;铜合金表面激光复合耐磨层及界面特性研究[D];华中科技大学;2010年
6 张祖军;无网格法及其在注塑充填数值分析中的应用[D];华南理工大学;2010年
7 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
8 李熹平;快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究[D];山东大学;2010年
9 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
10 王金伟;连杆/箱体主轴承座裂解槽脉冲激光加工数值模拟及试验研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 隋晓艳;有限点法在地下水稳定流模拟中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
3 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
4 林琦;高能激光与光学介质薄膜作用机理的研究[D];长春理工大学;2010年
5 任菲;汽车缸套激光表面硬化的研究[D];郑州大学;2010年
6 张霄;激光冲击强化12Cr2Ni4A钢的组织细化和表面残余应力变化[D];西北大学;2010年
7 王玲玲;基于FEM的二维FGM板平面热应力研究[D];河北工程大学;2010年
8 班勇婷;玻璃板在局部冷却辅助下的激光热应力切割的仿真分析[D];浙江大学;2010年
9 刘劲;光学系统热振动及大口径天线温度效应研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 单春霞;复合晶体的热特性及实验研究[D];山东师范大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 戚诒让,张德勇;激光照射固体表面时在空气中激发的声脉冲[J];声学技术;1997年03期
2 顾援,倪元龙,王勇刚,毛楚生,吴逢春,吴江,朱俭,万炳根;激光驱动高压冲击波的实验观察[J];物理学报;1988年10期
3 傅思祖,顾援,吴江,王世绩,何巨华;超高压状态方程中激光驱动冲击波稳定性[J];物理学报;1995年07期
4 王洪纲;耦合热弹性平面问题的有限元法基本方程[J];应用数学和力学;1980年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石岩,李建华,尹季宣,李光霞;激光辐照参量对疲劳寿命的影响规律[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2000年01期
2 晁月盛,才庆魁,傅淑云;激光辐照40Cr钢组织结构的穆斯堡尔谱分析[J];材料科学与工艺;1995年03期
3 喻家庆,王茂才,吴维(山文);激光辐照制备搪瓷涂层[J];材料研究学报;1993年06期
4 丁力;;激光辐照Z10硅钢片的穆斯堡尔谱研究[J];吉林化工学院学报;1993年02期
5 王永刚;贺红亮;Boustie Michel;Sekine Toshimori;;强激光辐照下纳米晶体铜薄膜层裂破坏的实验研究[J];物理学报;2008年01期
6 陈民生;周志高;邵文英;;用10.6μ连续激光辐照苯与氨水的醇溶液实验及分析[J];应用激光;1982年01期
7 邹鸿承,戴蜀娟;激光辐照对LY12CZ合金疲劳寿命的影响[J];轻金属;1996年08期
8 李东荣;王富耻;马壮;范群波;王全胜;柳彦博;;等离子喷涂Al_2O_3涂层CO_2连续激光反射性能的研究[J];有色金属(冶炼部分);2008年05期
9 付鹤鉴;古正;刘维铭;高文德;;CF_2Cl_2加氧体系的激光化学反应[J];应用激光;1982年01期
10 邹鸿承;戴蜀娟;钱志雄;李光霞;;LY12CZ材料激光辐照延寿的微观研究及损伤演变[J];金属学报;1989年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王亭亭;刘立婷;龙连春;;激光辐照预加载荷铝合金试件破坏测试[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 尚万里;张文海;朱托;宋天明;赵阳;熊刚;张璐;董云松;杨家敏;张继彦;;激光辐照平面靶x光光谱研究[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
3 金丽虹;申炳俊;卢欣;田坚;;532 nm激光辐照对含氢钯材表面元素的影响[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年
4 周维军;袁永华;桂元珍;刘海淘;;脉冲激光辐照TiO_2/SiO_2薄膜的热效应[A];中国工程物理研究院科技年报(2008年版)[C];2009年
5 岳明;李方民;邱宗波;朱新军;刘晓;陈怡平;何金玉;;低剂量激光辐照对UV-B辐射和干旱胁迫下植物的防护与修复作用及其机制[A];第六届中国植物逆境生理学与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2010年
6 蒋毅坚;刘莹;;激光辐照制备双功能PVDF研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
7 姜可;谢冀江;张来明;徐东东;;HgCdTe探测器在激光辐照下的温度场模拟[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 尹益辉;;短脉冲激光辐照下光学膜层迎光剥落的一个理论模型[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
9 季凌飞;王伟;于振龙;蒋毅坚;;激光辐照制备高介电常数Ta_2O_5陶瓷[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
10 刘洁;蒋毅坚;刘玉龙;;激光辐照ZnO晶体的Brilloun散射研究[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘剑;毫秒级脉冲激光辐照脆性材料的热—力学效应[D];南京理工大学;2011年
2 刘洁;氧化锌单晶及激光辐照氧化锌单晶的光谱学研究[D];北京工业大学;2011年
3 李元杰;激光辐照拉伸纤维的形变机理及特征[D];四川大学;2003年
4 关魁文;皮肤组织对红外激光辐照热响应的细胞机理研究[D];大连理工大学;2013年
5 詹振林;龋齿修复与粘结性能的光学监测与评估[D];福建师范大学;2013年
6 赵艳;激光制备氧化锌纳米材料及其激光辐照效应研究[D];北京工业大学;2008年
7 蔡虎;TEA-CO_2脉冲强激光对Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te晶片的破坏研究[D];华中科技大学;2005年
8 姜岩;Candida tropicalis激光育种技术及其降酚特性研究[D];天津大学;2005年
9 王大林;激光辐照下半透明体光热信号模拟及内部参数重构[D];哈尔滨工业大学;2013年
10 陈敏孙;切向气流作用下激光对纤维增强树脂基复合材料的辐照效应研究[D];国防科学技术大学;2012年
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1 吴玲;316不锈钢激光辐照应力应变场及微结构研究[D];燕山大学;2013年
2 焦雯;强激光辐照板的热弹性响应研究[D];北京交通大学;2011年
3 谢思静;激光辐照几种非金属氧化物单晶改变浸润性研究[D];北京工业大学;2012年
4 刘立婷;连续激光辐照和力载荷共同作用下材料结构的失效[D];北京工业大学;2012年
5 张晋峰;激光辐照复合材料效应测试与分析[D];北京工业大学;2012年
6 吉松;强激光辐照多层薄板的热响应分析[D];北京交通大学;2013年
7 刘海宏;轴压圆柱壳局部受激光辐照失效研究[D];北京工业大学;2013年
8 王吉波;镍基合金激光辐照应力场数值模拟及其热疲劳行为[D];燕山大学;2011年
9 能昌刚;激光辐照下铜薄膜疲劳损伤愈合特性研究[D];北京工业大学;2012年
10 冷建功;连续激光辐照金属铝的温度场研究[D];长春理工大学;2013年
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