本文關鍵詞：涂層基體在脈沖激光輻照下的非傅里葉效應分析

  更多相關文章： 超短脈沖激光輻照 C-V熱波方程 非傅里葉效應 高溫涂層

【摘要】：近年來隨著超短脈沖激光加工技術的飛速發(fā)展,在納微尺度傳熱的研究越來越重要。涂層技術是改良基體物理性能的有效手段,在計算機集成電路板和航天工業(yè)等領域廣泛應用。大量實驗表明超快速納微尺度的加熱情況非傅里葉效應不能忽略。本文基于非傅里葉Cattaneo-Vernotte方程導熱理論,研究了涂層基體在強激光輻照下的非傅里葉效應。將涂層結構抽象為具有一定厚度的薄層和無限厚度的半無限體的一維情況,運用拉普拉斯積分變換的方法,推導出脈沖激光熱流作用薄層半無限體溫度場應力場的L氏域解析解,采用加速收斂反演積分的數(shù)值方法,使用MATLAB編程計算得到結果。主要取得的成果如下：(1)激光強度在加熱范圍內,薄層半無限體在脈沖熱流作用下,溫度隨時間的推移而升高,呈現(xiàn)出明顯的波動性。溫度場的分布與材料的熱弛豫時間、入射熱流脈寬等有關。熱弛豫時間越大,非傅里葉效應越明顯；脈寬越大,溫度的波動幅度較大。(2)在正弦脈沖熱流作用下,薄層半無限體中會出現(xiàn)拉壓應力。應力最大值出現(xiàn)在半無限體中距界面約1倍薄層厚度位置處,應力最大值約為薄層與半無限體界面處應力峰值的2倍。增大薄層厚度有利于減小半無限體中的應力峰值,但不能消除。
【關鍵詞】：超短脈沖激光輻照 C-V熱波方程 非傅里葉效應 高溫涂層
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK124;TN24
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 1 引言9-16
• 1.1 選題的背景和意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 非傅里葉研究進展10-13
• 1.2.2 激光技術的發(fā)展13
• 1.2.3 積分變換方法應用進展13-14
• 1.3 本文主要研究內容14-16
• 2 基于C-V方程的非傅里葉效應分析16-33
• 2.1 涂層基體的非傅里葉導熱模型16-18
• 2.2 薄層半無限體溫度場解析推導18-21
• 2.2.1 控制方程18-19
• 2.2.2 邊界條件與初始條件19
• 2.2.3 求解過程19-21
• 2.2.4 溫度場L域解析解21
• 2.3 薄層半無限體應力場解析推導21-29
• 2.3.1 控制方程21-24
• 2.3.2 邊界條件與初始條件24
• 2.3.3 求解過程24-28
• 2.3.4 應力場L域解析解28-29
• 2.4 LAPLACE數(shù)值反演方法29-33
• 3 超短脈沖熱流加熱薄層半無限體的溫度場33-54
• 3.1 溫度分布33-37
• 3.2 弛豫時間對溫度分布的影響37-43
• 3.3 入射熱流脈寬對溫度分布的影響43-46
• 3.4 薄層厚對溫度分布的影響46-54
• 4 超短脈沖熱流加熱薄層半無限體的應力場54-65
• 4.1 應力分布54-57
• 4.2 弛豫時間對應力分布的影響57-58
• 4.3 薄層厚度對應力分布的影響58-64
• 4.4 半無限體彈性模量對應力分布的影響64-65
• 5 結論與展望65-66
• 5.1 結論65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-69
• 附錄A69-73
• 學位論文數(shù)據集73

【相似文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前2條

1 馬彤輝;涂層基體在脈沖激光輻照下的非傅里葉效應分析[D];北京交通大學;2016年

2 李凱;薄膜材料在強激光輻照下的非傅里葉效應分析[D];北京交通大學;2014年

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本文編號：1061260