收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

长脉冲激光作用于光学介质薄膜的热应力损伤研究

孙金英  
【摘要】: 本文用有限元法研究并建立了长脉冲激光对介质薄膜热应力损伤的理论模型,在该模型的基础上模拟了介质薄膜和基底中的温度场和热应力场瞬态分布,分析了长脉冲激光对介质薄膜的热应力损伤的机理。 根据经典热传导方程和热应力的基本方程,假设介质薄膜和基底为各向同性且热力参数不随温度变化时,建立了长脉冲激光辐照下介质薄膜和基底中瞬态温度场和热应力场的物理模型。 研究了网格大小和时间步长参数和有限元求解的稳定性关系,建立了优化的有限元模型。在理论分析的基础上,模拟计算了在长脉冲激光辐照下介质薄膜和基底中的瞬态温度场。数值模拟结果表明,薄膜和基底内部沿径向产生很大的温度梯度,轴向的温度梯度较小,激光功率密度越大,沿径向的温度梯度越大,薄膜中心的温度越高。 模拟计算了在长脉冲激光辐照下介质薄膜和基底中的瞬态热应力场。数值模拟结果表明,长脉冲激光对介质薄膜的损伤主要是热应力损伤,在热应力损伤的过程中环向应力起主要作用。长脉冲激光对AL_2O_3薄膜的损伤是由于基底在热应力的作用下被损坏而最终导致AL_2O_3薄膜的损坏。介质薄膜的损伤从光斑边缘交界面开始,激光功率密度越大,介质薄膜越容易受到损坏,损坏区域越大。 本文的研究结果可为激光对薄膜热应力损伤的理论和数值模拟研究提供理论依据,同时也为长脉冲激光技术的发展与拓宽其应用范围提供理论依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王德华;夏茂辉;陈瑜;苟鹏东;;无网格伽辽金-有限元耦合方法在温度场中的应用[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2009年01期
2 毕娟;张喜和;倪晓武;李昌立;徐立君;刘丽炜;;激光作用双层材料产生瞬态温度场的数值模拟[J];光电子技术;2010年01期
3 刘福来,杜瑞燕;求解温度场的非线性有限元方法[J];河北师范大学学报(自然科学版);2005年01期
4 赵剑衡,章冠人,刘绪发;强激光辐照下柱壳温度场的数值模拟[J];高压物理学报;1996年01期
5 汤寒松;浅水温差射流的有限元分析[J];长沙交通学院学报;1987年01期
6 袁红,赵剑衡,谭福利,孙承纬;激光辐照下旋转柱壳温度场的数值模拟[J];强激光与粒子束;2005年05期
7 王晓云;杨滨;董亭仪;;喷射成形12mm厚La_(62)Al_(15.7)(Cu,Ni)_(22.3)块体非晶合金的制备[J];世界科技研究与发展;2007年02期
8 郑金阳;陈云鹤;陈志勇;高巍;;热沥青混合料摊铺后基层温度应力瞬态分析[J];力学季刊;2008年02期
9 闫洁;;渗流铸造过程中流场温度场的数值模拟[J];华侨大学学报(自然科学版);2007年01期
10 鄢俊兵;李佐宜;晋芳;董凯锋;林更琪;;AFM探针热磁写入中薄膜温度场的有限元模拟[J];磁性材料及器件;2008年04期
11 周昊;马青;尹大根;尚飞;柳奉烈;黄鑫;;大尺寸LED背光源的热分析[J];液晶与显示;2011年03期
12 何跃娟,朱日宏,沈中华,陆建,倪晓武;激光作用下的铝管热参数的变化对温度场的影响[J];光学技术;2005年02期
13 郭力;;钛合金材料超高速磨削湿式温度场的有限元仿真[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2008年04期
14 李金平;陈建军;刘国梁;李军锁;;具有区间参数的瞬态温度场数值分析[J];电子科技大学学报;2009年03期
15 徐晨光;许伯强;徐桂东;汪昊;张子国;;激光热弹激励流固界面波的有限元数值模拟[J];中国激光;2010年07期
16 杨立斌,曾有云,彭大暑;铝合金锻件淬火的数值模拟[J];湘潭大学自然科学学报;2005年02期
17 王钊 ,路建新 ,梁晶 ,周创志 ,单玉生;测量长脉冲KrF激光在飞片靶内产生的冲击波[J];中国原子能科学研究院年报;2004年00期
18 王立新,王伟祥,张克非;长脉冲Nd:YAG激光器的实验研究[J];应用激光;1999年04期
19 张红波,李正佳,朱长虹;长脉冲双波长Nd:YAG医用激光器的设计研究[J];激光杂志;2003年06期
20 席时权,余吟山,倪晋智,汪建业,张志平,高月凤,李会,俞明;实用型长脉冲、低发散角氟化氪准分子激光器[J];量子电子学报;1991年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈敏敬;田建东;龙连春;;激光辐照圆柱壳体的数值模拟[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
2 晁鹏飞;郑建岚;罗素蓉;;高性能混凝土热学性能有限元分析[A];第15届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2006年
3 贺军利;钟善桐;;用有限元法计算四面均匀受火时的钢管混凝土温度场[A];中国钢协钢-混凝土组合结构协会第六次年会论文集(上册)[C];1997年
4 张征;何晓桥;;FGM层合板在温度场影响下的双稳态性能研究[A];2009年度全国复合材料力学研讨会论文集[C];2009年
5 王秀丽;虞崇钢;李琼;;考虑日照温差的双层柱面网壳受力分析[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
6 王林;杜连庆;吕智强;刘书秀;张伟忠;;考虑凝结换热的汽轮机高中压外缸温度场分析[A];中国动力工程学会透平专业委员会2008年学术研讨会论文集[C];2008年
7 谢永慧;邓实;张荻;丰镇平;;汽轮机转子焊接的三维有限元数值模型研究[A];2009年中国动力工程学会透平专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
8 鄂国康;姚伟彬;刘兴璐;;功能梯度材料板在温度场作用下的有限元分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 葛军;丁龙章;陈水福;;预应力混凝土框架计算的整体有限元方法[A];计算机技术在工程建设中的应用——第十一届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2002年
10 徐华;马瑞芳;陈建明;贾培发;;几种典型单元剖分结果的绘制方法在复合动力学环境可视化仿真(CDE-VSIM)系统中的应用[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵亚平;钢筋混凝土梁损伤诊断的振动模态分析方法[D];中国农业大学;2005年
2 陈锦江;轴承数字化设计及其在高速陶瓷球轴承结构设计中的应用[D];天津大学;2004年
3 苏哈布;开孔钢板剪力键的性能研究[D];同济大学;2007年
4 刘梅林;节点间断伽辽金有限元方法及其在计算电磁学中的应用研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 王纪俊;激光热弹超声体力源和对应波形的数值研究[D];南京理工大学;2008年
6 胡姝芳;哈密顿系统有限元方法的长时间性质研究[D];湖南师范大学;2012年
7 许伯强;层状材料的激光超声有限元模拟和神经网络方法反演材料参数的研究[D];南京理工大学;2004年
8 杨军征;有限体积—有限元方法在油藏数值模拟中的原理和应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2011年
9 赵国忠;变分迭代方法及Lagrange坐标系下的间断有限元方法研究[D];中国工程物理研究院;2011年
10 杨旭敏;新型Hf基高K栅介质薄膜的制备及性能的研究[D];苏州大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李朝红;CS板式结构建筑温度效应研究[D];天津大学;2004年
2 张俊岭;密炼机混炼过程中流场和温度场的三维有限元模拟及实验分析[D];青岛科技大学;2008年
3 王驰;脉冲激光激发皮肤产生超声波的机理研究[D];天津大学;2006年
4 孙金英;长脉冲激光作用于光学介质薄膜的热应力损伤研究[D];南京理工大学;2007年
5 郭恒亚;型腔表面平均温度对注塑分析的影响及改进[D];郑州大学;2005年
6 史春雪;基于有限元方法的自卸车运送中沥青料温度场仿真及分析[D];长沙理工大学;2005年
7 张冬梅;某型航空发动机环形燃烧室火焰筒振动模态与声学模态分析[D];沈阳航空工业学院;2009年
8 开元海;基于ANSYS的塑料异型材挤出定型模设计的研究[D];合肥工业大学;2006年
9 陈运鑫;小型超导磁体的电流引线及脉管制冷机研究[D];浙江大学;2007年
10 李金海;微水节能热风阀阀板的温度场和热应力场的有限元分析[D];郑州大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 泉州第七中学 施炜斌 指导教师 陈思鑫 杨利 普及部 供稿;基于LabVIEW的温度场测量系统研究[N];福建科技报;2008年
2 安世亚太 雷先华;某型战机RCS计算简报[N];中国航空报;2005年
3 记者  葛运溥;青藏高原冻土地区修路有了技术保障[N];中国交通报;2006年
4 葛运溥;驰骋第三极 长歌雪域路[N];中国交通报;2006年
5 记者 辉军 通讯员 张若愚 崔琳;沙漠筑路成套技术最后项目通过验收[N];中国交通报;2005年
6 本报记者  杨熙明;汽车梦圆会有时[N];湖南日报;2006年
7 本报记者 陈敬农 通讯员 程艳;“东方”托卡马克闪耀创新亮点[N];科技日报;2006年
8 本报记者 矫阳 向杰;建高速公路已有技术储备[N];科技日报;2006年
9 宋子峰;MLCC生产形成规范化 核心技术仍待突破[N];中国电子报;2008年
10 长安大学 马骉;交通部西部交通建设科技项目验收[N];科技日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978