隨著激光清洗技術在航空航天領域越來越廣泛的應用,其機理與工藝相關研究在工業(yè)清洗領域有著重大需求。本文針對飛機蒙皮漆層的高效去除問題,采用理論分析、數值模擬和實驗相結合的方法,開展納秒脈沖激光清洗2024鋁合金表面丙烯酸聚氨酯漆層的數值模擬及實驗研究,建立移動納秒脈沖激光清洗的有限元模型,探究不同激光參數對激光清洗溫度場和清洗后基體表面形貌的影響關系。主要研究工作如下:（1）基于激光與材料相互作用機理,分析激光能量在材料中的熱傳導模型,研究脈沖激光清洗不同厚度漆層所需的激光能量密度的理論模型;基于激光燒蝕理論,輔以熱沖擊與振動及等離子波沖擊波等物理過程,探討激光與漆層相互作用機理,建立激光清洗區(qū)域的理論去除模型,為研究激光參數和掃描參數協(xié)同調控及多參數優(yōu)化模型奠定理論基礎。（2）利用COMSOL Multiphysics軟件建立移動納秒脈沖激光清洗2024鋁合金表面丙烯酸聚氨酯漆層的有限元模型,對清洗過程的溫度場和位移場進行可視化模擬分析,研究激光清洗2024鋁合金表面漆層的溫度場動態(tài)分布與表面去除的三維微坑形貌,探究激光工藝參數（掃描速度,光斑搭接率,能量密度）對溫度場分布和清洗后基體... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 激光清洗
        1.2.1 傳統(tǒng)工業(yè)清洗
        1.2.2 激光清洗技術概述
    1.3 激光清洗國內外研究現狀
    1.4 本文主要研究內容及意義
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 主要研究內容
    本研究內容得到以下基金資助
第二章 脈沖激光清洗過程的理論分析
    2.1 激光清洗過程中的反射與吸收
    2.2 激光熱傳導模型
    2.3 脈沖激光清洗機制
        2.3.1 選擇性氣化
        2.3.2 熱彈性振動
        2.3.3 逆軔致剝離
        2.3.4 蒸汽壓力
        2.3.5 光致壓力
        2.3.6 光致分解
    2.4 脈沖激光去除模型
    2.5 本章小結
第三章 激光清洗溫度場數值模擬
    3.1 激光清洗溫度場數值模擬方法
        3.1.1 COMSOL有限元軟件簡介
        3.1.2 激光清洗溫度場數值模擬的關鍵問題
    3.2 激光清洗溫度場數值模擬過程
        3.2.1 模型建立及網格劃分
        3.2.2 材料屬性及邊界條件
        3.2.3 激光載荷定義與加載
        3.2.4 激光清洗溫度場模擬分析流程
    3.3 激光參數對溫度場分布影響
        3.3.1 加載和模擬
        3.3.2 掃描速度對溫度場分布的影響
        3.3.3 激光能量密度對溫度場分布的影響
    3.4 激光參數對清洗形貌的影響
        3.4.1 激光參數對基體表面微坑寬度的影響
        3.4.2 激光參數對基體表面微坑深度的影響
        3.4.3 激光參數對基體表面微坑結構的影響
    3.5 本章小結
第四章 激光清洗鋁合金面漆層實驗與工藝研究
    4.1激光清洗實驗
        4.1.1 激光清洗設備與材料
        4.1.2 實驗試樣制備
        4.1.3 激光清洗實驗方案
    4.2 清洗表面三維形貌分析
        4.2.1 表面三維形貌檢測方法及設備
        4.2.2 激光參數對表面三維形貌的影響
        4.2.3 激光參數對表面粗糙度影響
    4.3 表面微觀形貌分析
        4.3.1 表面微觀形貌檢測方法及設備
        4.3.2 激光參數對表面形貌的影響
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光噴丸IN718鎳基合金的高溫晶粒演變規(guī)律及析出相分析[J]. 黃舒,劉牧熙,胡曉奇,李紅宇,胡磊.  排灌機械工程學報. 2019(08)
[2]飛機金屬蒙皮以及復合材料表面激光除漆技術[J]. 靳森,王靜軒,袁曉東,胡勇,姚彩珍.  航空制造技術. 2018(17)
[3]Laser cleaning of steel structure surface for paint removal and repaint adhesion[J]. Xiaoguang Li,Tingting Huang,Ang Wei Chong,Rui Zhou,Yoo Sang Choo,Minghui Hong.  光電工程. 2017(03)
[4]船用板材激光除銹應用技術[J]. 劉洪偉,周毅鳴.  造船技術. 2016(06)
[5]基于發(fā)射光譜及成分分析的激光除漆機理研究[J]. 陳康喜,馮國英,鄧國亮,劉彩飛,王德良.  光譜學與光譜分析. 2016(09)
[6]飛機蒙皮表面的預處理及涂裝[J]. 陸文明,季建霞,趙寶華,李文凱,周如東.  上海涂料. 2016(04)
[7]基于顆粒形貌及成分分析的激光除漆去除機理研究[J]. 王德良,馮國英,鄧國亮,陳康喜.  中國激光. 2015(10)
[8]激光清洗應用發(fā)展現狀及展望[J]. 俞鴻斌,王春明,張威,王軍,閆飛,胡席遠.  電焊機. 2014(10)
[9]Application of thermal stress model to paint removal by Q-switched Nd:YAG laser[J]. 鄒萬芳,謝應茂,肖興,曾祥志,羅穎.  Chinese Physics B. 2014(07)
[10]高速切削溫度的二維熱傳導模型建立及求解[J]. 范晶晶,汪木蘭,左健民,馮勇.  機械設計與制造. 2014(01)

碩士論文
[1]激光與物質熱作用過程的數值模擬研究[D]. 陳陶.南京理工大學 2004



本文編號：3005497