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《激光与红外》 2011年03期
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耦合系数对激光辐照金属材料温度场的影响

石云飞  卢立中  王纪俊  许伯强  花世群  
【摘要】:为研究耦合系数随温度变化对短脉冲激光辐照金属材料产生的温度场分布的影响,基于双温耦合理论,建立了短脉冲激光辐照金属材料金加热过程的有限元求解模型。在同时考虑脉冲激光的空间、时间分布和多参数同时随温度变化的情况下,计算得到了短脉冲激光辐照金属材料金激励产生的温度场瞬态分布,比较了耦合系数随温度变化和不随温度变化两种情况下温度场的区别,并进一步得到了两种情况下激光辐照金属材料金后辐照区域附近晶格的轴向分布和径向分布。数值结果表明:随温度变化的耦合系数不仅影响电子和晶格温度的上升快慢和最大值,而且影响着温度场的空间分布。该研究为飞秒激光辐照金属激励产生应力场、超声波声场等的进一步研究提供了理论基础。

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