由于超短激光脈沖具有功率密度高、持續(xù)時(shí)間短、加工精度高等優(yōu)勢(shì),近年來被廣泛應(yīng)用于超精細(xì)加工、光學(xué)儲(chǔ)存和微電子器件制造等領(lǐng)域.本文基于L-S型廣義熱彈擴(kuò)散理論,建立了考慮材料記憶依賴效應(yīng)和空間非局部效應(yīng)的記憶依賴型非局部廣義熱彈擴(kuò)散耦合理論,它能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)幾何尺寸與內(nèi)部特征尺寸相近結(jié)構(gòu)的熱彈擴(kuò)散瞬態(tài)響應(yīng).推導(dǎo)了所建理論的控制方程,并基于拉普拉斯積分變換獲得了控制方程的解.作為算例,利用所建理論和求解方法研究了半無限大薄板受非高斯激光脈沖加熱和化學(xué)沖擊聯(lián)合作用下的熱彈擴(kuò)散瞬態(tài)響應(yīng)問題,得到了薄板的溫度、化學(xué)勢(shì)、位移、應(yīng)力和濃度等隨非局部參數(shù)、熱時(shí)間遲滯因子和擴(kuò)散時(shí)間遲滯因子等參數(shù)變化的分布規(guī)律.結(jié)果表明:傳熱對(duì)傳質(zhì)影響顯著,傳質(zhì)對(duì)傳熱影響甚微;非局部參數(shù)對(duì)位移、應(yīng)力影響顯著,對(duì)溫度、化學(xué)勢(shì)和濃度幾乎沒有影響.該理論及求解方法的建立,旨在實(shí)現(xiàn)材料在機(jī)械、熱、化學(xué)勢(shì)等沖擊作用下傳熱傳質(zhì)瞬態(tài)響應(yīng)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè). 

【文章來源】：力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,52(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

半無限大薄板邊界受到熱和化學(xué)沖擊

比較圖5(a)和圖4(b)可知,隨熱時(shí)間遲滯因子ω1的變化,化學(xué)勢(shì)圖像變化顯著,隨擴(kuò)散時(shí)間遲滯因子ω2的變化,溫度圖像幾乎重合,此現(xiàn)象表明:傳熱對(duì)傳質(zhì)過程影響顯著,而傳質(zhì)對(duì)傳熱過程影響甚微由圖5(b)可知,擴(kuò)散時(shí)間遲滯因子越小,擴(kuò)散波傳播的距離越遠(yuǎn),其原因是:遲滯時(shí)間越短,意味著過去態(tài)越接近于現(xiàn)在狀態(tài),即時(shí)間越長(zhǎng),波傳播的距離就越遠(yuǎn).當(dāng)ω2的取值為小量(0.001)時(shí),記憶依賴非局部模型與L-S模型的化學(xué)勢(shì)曲線接近,此結(jié)論與理論預(yù)測(cè)一致,可驗(yàn)證本文模型的準(zhǔn)確性.圖5(c)、圖5(d)和圖5(e)表明:位移峰值隨擴(kuò)散時(shí)間遲滯因子的增大而增大,在靠近邊界處,位移最大值隨擴(kuò)散時(shí)間遲滯因子的增大而增大;應(yīng)力峰值的絕對(duì)值和濃度隨擴(kuò)散時(shí)間遲滯因子的增大而減小.圖5 隨擴(kuò)散時(shí)間遲滯因子的變化.(a)無量綱溫度,(b)無量綱化學(xué)勢(shì),(c)無量綱位移,(d)無量綱應(yīng)力,(e)無量綱濃度的分布規(guī)律

隨擴(kuò)散時(shí)間遲滯因子的變化.(a)無量綱溫度,(b)無量綱化學(xué)勢(shì),(c)無量綱位移,(d)無量綱應(yīng)力,(e)無量綱濃度的分布規(guī)律

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]短脈沖激光加熱分?jǐn)?shù)階導(dǎo)熱及其熱應(yīng)力研究[J]. 許光映,王晉寶,薛大文.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2020(02)
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[3]考慮非局部效應(yīng)和記憶依賴微分的廣義熱彈問題[J]. 張培,何天虎.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)



本文編號(hào)：3533175