激光与金属相互作用会因入射激光功率密度的不同而产生升温,熔融,气化等不同现象。温度场是研究激光和金属相互作用机理的一个重要方面,研究激光与金属作用的温度场在激光精细加工、激光烧蚀方面都具有一定的理论和实际意义。激光与金属作用的温度场是随时间而改变的,而且在金属不同位置的温度都不尽相同,所以在技术上实时检测温度场的变化很困难。而以往的理论研究多采用解析法,其局限性在于只有利用理想理论才能求出解析解,且不能考虑材料物理参数随温度的改变。本文采用有限元法,建立了三维有限元模型,在考虑金属的热物理参数随温度变化的情况下,模拟了激光作用不同金属表面的温度场。得到了在激光作用下金属上下表面的温度场,以及光斑中心温度随时间变化的曲线,分析了波长、光斑半径、辐照时间、金属对激光的吸收系数等影响激光与金属相互作用温度的因素。所得结论对激光精细加工、激光武器的研究有一定的借鉴意义。
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