摘要激光与靶材相互作用过程中，靶材吸收大量能量致使表面迅速升温至熔融，气化，喷溅，甚至产生等离子体。本文通过实验和数值模拟相结合的方法研究高重频激光对TC4钛合金的毁伤过程。通过实验探究了激光作用时间、激光强度、和重复频率这三个参数对毁伤效果的影响，通过点温仪实时探测靶材中心温度并通过显微镜观察其毁伤形貌，且与连续激光的毁伤效果进行比较。此外基于热传导理论利用有限元方法建立高重频激光致TC4钛合金毁伤的二维轴对称物理模型。通过COMSOL Multiphysics软件模拟了不同重频激光辐照下靶材表面温度场分布。87481

毕业论文关键词  重频激光 毁伤 温度场 数值模拟 热累积效应 

毕业设计说明书外文摘要

Title  Study on the damage of metal induced by high repetition rate   fiber laser

Abstract During the interaction between laser and material，the material absorbs plenty of laser energy,and the temperature of the surface rise rapidly, which resulting in melting, vaporation, spitting, and even plasma。In this paper,both experiment and numerical simulation are carried out to analyze the damage process of metal induced by high repetition rate fiber laser。 Take account of the influence of laser parameters on the damage effect, the experiments are established under different time , power and repetition rate of laser。 The real-time temperature of the center can be obtained by infrared thermometer and damage features are detected with the microscope。 Based on the theory of classical heat transfer,a two dimensional axisymmetric physical model of the damage of TC4 titanium alloy induced by high repetition rate fiber laser is established by using the finite element method。 With the help of COMSOL Multiphysics software,the surface temperature field of the titanium alloy under different repetition rate of laser is simulated。

Keywords  repetition rate laser  damage  tempratrue field  numerical simulation    cumulative effect of heat

目  次

1  引言 1源-于Y优~尔^论:文.网www.youerw.com 原文+QQ7520`18766

1。1  课题背景与研究意义 1

1。2  重频脉冲激光与物质相互作用研究进展与发展前景 1

1。3  本课题主要研究内容 3

1。4  小结 3

2  高重频序列脉冲光纤激光对金属靶材毁伤实验研究 4

2。1  实验装置 4

2。2  靶材基本参数 5

2。3实验结果与分析 5

2。4  小结 11

3  高重频序列脉冲光纤激光对金属靶材毁伤的温度场模拟 12

3。1  传热学基本理论及热传导方程求解 12

3。2  建模过程 14

3。3  数值模拟温度场分析 15

3。4  小结 17

总  结 18

致  谢 20

参 考 文 献 21

1  引言

1。1  课题背景与研究意义

随着当今世界激光相关技术的不断发展，激光在许多不同领域范围内的研究与应用同样在不断深化与增强，从初期实验室中的科研工作发展到在农业，工业，医学，军事等领域的各种应用，激光技术已逐渐成为了我们生活中必不可少的重要技术与科研工作的研究手段[1]。近几年以来，由于激光自身的优异特点，许多高薪技术领域逐渐开始使用激光技术对传统工艺手段进行改良乃至直接取代。尤其是目前各国争相研制激光武器[2]，军事方面应用的广泛化使得人们对激光破坏技术的机理研究重视程度不断加深。而激光破坏的重要技术手段之一便是激光烧蚀技术。