本文關(guān)鍵詞：涂層基體在脈沖激光輻照下的非傅里葉效應(yīng)分析

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

【摘要】：近年來隨著超短脈沖激光加工技術(shù)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(shù)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(lǐng)域廣泛應(yīng)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(yīng)不能忽略。本文基于非傅里葉Cattaneo-Vernotte方程導(dǎo)熱理論,研究了涂層基體在強激光輻照下的非傅里葉效應(yīng)。將涂層結(jié)構(gòu)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(dǎo)出脈沖激光熱流作用薄層半無限體溫度場應(yīng)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(jié)果。主要取得的成果如下：(1)激光強度在加熱范圍內(nèi),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(guān)。熱弛豫時間越大,非傅里葉效應(yīng)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(yīng)力。應(yīng)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(yīng)力最大值約為薄層與半無限體界面處應(yīng)力峰值的2倍。增大薄層厚度有利于減小半無限體中的應(yīng)力峰值,但不能消除。
【關(guān)鍵詞】：超短脈沖激光輻照 C-V熱波方程 非傅里葉效應(yīng) 高溫涂層
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(nèi)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(shù)的發(fā)展13
• 1.2.3 積分變換方法應(yīng)用進展13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 2 基于C-V方程的非傅里葉效應(yīng)分析16-33
• 2.1 涂層基體的非傅里葉導(dǎo)熱模型16-18
• 2.2 薄層半無限體溫度場解析推導(dǎo)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(yīng)力場解析推導(dǎo)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(yīng)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(yīng)力場54-65
• 4.1 應(yīng)力分布54-57
• 4.2 弛豫時間對應(yīng)力分布的影響57-58
• 4.3 薄層厚度對應(yīng)力分布的影響58-64
• 4.4 半無限體彈性模量對應(yīng)力分布的影響64-65
• 5 結(jié)論與展望65-66
• 5.1 結(jié)論65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-69
• 附錄A69-73
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集73

【相似文獻】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)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(yīng)分析[D];北京交通大學(xué);2016年

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

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本文編號：1061260