激光加工数值模拟技术研究现状
光纤激光毛化数值模拟的开题报告
光纤激光毛化数值模拟的开题报告
一、研究背景及意义
随着科技的不断发展，光纤激光技术已经被广泛应用于材料加工、医学、通信等领域。
而毛化现象是材料加工的一个重要参数，它会影响到加工质量和效率。
因此，对光纤激光产生的毛化现象进行数值模拟研究，将极大地提高加工效率和质量。
二、研究目的
本文旨在通过数值模拟光纤激光在材料上的毛化过程，探究毛化现象的原因和影响因素，并提出相应的控制方法，提高光纤激光的加工效率和质量。
三、研究内容及方法
1.毛化现象的产生原因：通过对激光在材料上的物理作用进行深入探究，找出激光在加工过程中可能产生毛化的原因。
2.毛化现象的数值模拟：采用有限元数值模拟方法，建立光纤激光在材料上的数值模型。
在此基础上，通过改变不同参数，如激光功率、加工速度等，分析毛化现象的产生规律，预测毛化的位置和数量，并探究可能的控制方法。
3.实验验证：采用实验验证，对数值模拟结果进行验证，从而进一步探究光纤激光的加工特性和毛化现象。
四、研究预期成果
1.建立光纤激光毛化现象数值模型；
2.对光纤激光加工过程中毛化现象的影响因素进行研究，找出控制毛化现象的方法；
3.展示控制毛化现象的实验结果，为光纤激光加工提供有力支持。
五、进度安排
1.翻阅文献，深入了解光纤激光加工过程及毛化现象相关研究，完成文献综述；
2.建立光纤激光毛化数值模拟模型，进行预先模拟；
3.根据模拟结果，探究光纤激光毛化现象的影响因素，提出控制方法；
4.进行实验验证，验证模拟结果，得到控制毛化现象的有效方法；
5.完善毛化现象数值模拟模型及实验结果，形成论文。
激光加工技术的研究进展与应用前景
激光加工技术的研究进展与应用前景激光加工技术是一种高新技术，具有高精度、高速度、高效率等优点，在制造、材料加工、医疗等领域有着广泛的应用前景。
本文将从激光加工技术的研究进展及其应用前景方面进行探讨。
一、激光加工技术的研究进展自从激光加工技术出现以来，其快速发展已有50多年的历史。
激光加工技术的研究重点包括激光加工光学系统、激光加工控制系统、激光加工数控技术等内容。
激光加工光学系统包括激光器、光纤、反射镜、平台等组件。
随着激光技术的不断发展，激光器的功率越来越高，光纤的传输损失也越来越小，反射镜和平台的准确度也得到了极大地提高，从而使得激光加工的高精度和高效率得到保证。
激光加工控制系统是激光加工技术中的关键环节，它涉及到激光加工过程中的位置控制、速度控制、功率控制等方面。
在这个领域，计算机的应用以及软硬件的提高，为激光加工技术的精度和效率提供了坚实的支撑。
激光加工数控技术是指数字化控制技术在激光加工领域的应用。
数控技术使得激光加工技术变得更加智能化，为精密加工提供了良好的手段。
目前，数控技术已广泛应用于激光加工领域，成为激光加工的主要手段之一。
二、激光加工技术的应用前景1. 制造领域在制造领域，激光加工技术可以用于各种各样的精密加工，如微细孔加工、激光切割、激光打标、激光焊接等处理过程。
激光加工技术可以实现高精度、高效率的加工，使得制造业实现了从传统的手工制造向智能化、数字化等方向的转型，从而在产品品质、生产效率等方面实现了质的飞跃。
2. 材料加工领域在材料加工领域，激光加工技术可以进行复杂的材料加工，如激光精密切割、激光打孔等。
激光加工技术对材料的切割、打孔等操作可以达到无损伤效果，避免了机械切割方式中可能产生的热变形、剪切毛刺等问题，同时也可以使材料加工速度快速的提高，从而为材料加工领域的进一步发展提供了重要的技术支撑。
3. 医疗领域在医疗领域，激光加工技术也得到了广泛的应用。
如激光治疗、激光切割等。
激光加工技术的应用及未来发展趋势
激光加工技术的应用及未来发展趋势激光加工技术是目前应用最广泛的高精度、高效率加工技术之一，在诸多领域发挥着重要的作用。
本文将从激光加工技术的应用、现状及未来发展趋势等方面展开分析讨论。
一、激光加工技术的应用激光加工技术的应用范围非常广泛，主要涵盖以下几个方面：1. 材料切割。
激光切割技术被广泛应用于金属、非金属材料的加工中，如通过对金属板材进行激光切割，可以高效地完成各种金属零件的制作。
2. 焊接。
激光焊接技术被广泛应用于汽车、机械、电子、航空等诸多领域，可以完成各种材料的高精度焊接，提高了产品的质量和生产效率。
3. 雕刻。
激光雕刻技术是目前应用最广泛的激光加工技术之一，被广泛应用于玉石、皮革、木材、彩金等材料的加工。
4. 理疗医疗。
激光技术在医疗领域应用的最为广泛的领域是激光治疗、激光手术、激光检测等。
二、激光加工技术的现状当前，激光加工技术已经成为了高精度、高效率的加工方法之一。
随着工业加工需求的不断增长，激光加工技术的应用范围也在不断扩大，其应用领域和发展方向也更加多样化。
目前，激光加工技术在中国的应用也非常广泛，尤其在汽车、航空、机械、电子、建筑等领域，激光加工技术的应用已经成为一种趋势。
虽然激光加工技术已经有了广泛的应用，但目前激光加工技术面临的问题也不容忽视。
例如，激光加工过程中的废气处理和粉尘处理问题、激光加工机器的成本昂贵等问题。
三、激光加工技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，激光加工技术的应用前景也越来越广阔。
未来，激光加工技术的应用领域还将不断拓展，同时优化激光加工设备也将成为厂家竞争的重点。
未来激光加工技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 优化设备、成本更低。
未来的激光加工机将更加高效、便捷，操作起来更加人性化。
同时，通过技术革新和成本的降低，未来激光加工设备的成本会不断被压缩，这对于提高激光加工技术的普及和应用来说非常重要。
2. 更加精细化和智能化。
未来激光加工技术将更加智能化，加工精度将得到更大的提高。
激光增材制造过程数值仿真技术综述
激光增材制造过程数值仿真技术综述激光增材制造（LAM）是一种先进的快速成型技术，它利用激光熔化金属粉末来逐层构建复杂的零件和结构。
这种技术在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域有着广泛的应用。
在激光增材制造过程中，数值仿真技术扮演着重要的角色，可以帮助优化工艺参数、预测材料性能和预测构件的变形等问题。
本文将就激光增材制造过程中的数值仿真技术进行综述，包括其基本原理、建模方法、影响因素等方面的内容。
一、激光增材制造的基本原理激光增材制造是一种以激光熔化金属粉末为基础的快速成型技术。
其基本原理是利用激光束瞬间加热金属粉末，使其熔化并与基底材料结合，从而形成复杂的三维结构。
激光增材制造的工艺包括激光熔化、材料沉积和热循环等环节，其中的激光熔化过程是整个工艺中最关键的环节。
在这一过程中，激光功率、扫描速度、层间距离等工艺参数会对成形结构的质量产生重要影响。
二、激光增材制造的数值仿真建模数值仿真是激光增材制造过程中不可或缺的一部分，它可以帮助工程师优化工艺参数、预测材料性能和预测构件的变形等问题。
在激光增材制造中，数值仿真建模主要包括以下几个方面：1.热流体模拟激光增材制造中的热流体模拟是一个复杂的多物理过程，涉及到激光传热、熔化金属粉末和热应力等问题。
采用有限元方法，可以模拟激光熔化过程中的温度场分布、熔池形态等关键参数，从而辅助工程师优化激光功率、扫描速度等工艺参数。
2.相变模拟激光增材制造中的相变过程是影响构件质量的重要因素，通过数值仿真可以模拟金属粉末的熔化和凝固过程，预测构件的组织结构和性能。
3.热应力模拟激光增材制造过程中由于快速加热和冷却会产生较大的热应力，通过数值仿真可以模拟构件的变形和裂纹分布，从而优化工艺参数和提高构件的质量。
三、激光增材制造数值仿真技术的应用激光增材制造数值仿真技术在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域有着广泛的应用。
其中，激光增材制造在航空航天领域的应用最为突出，它可以制造复杂的轻质结构零部件，提高整体结构的强度和耐久性。
激光制造技术的应用现状和展望
激光制造技术的应用现状和展望激光制造技术是一种应用广泛且高效的工艺技术，它通过激光束的加工、切割、焊接、打标等方式，可以以高精度和高速度对各类材料进行加工。
激光制造技术已经在许多领域得到了广泛应用，如汽车制造、航空航天、电子产品制造等，取得了显著的成果，并且展望未来仍有巨大的发展潜力。
目前，激光制造技术在汽车制造领域的应用非常广泛。
例如，在汽车制造过程中，激光焊接技术可以用于焊接汽车车身和车桥，具有高质量和高效率的优势。
激光切割技术可以用于切割汽车车门和汽车车顶等零部件，其高精度和高速度可以大大提高生产效率。
此外，激光打标技术可以应用于汽车发动机和车身上，用来进行产品标识和追踪，提高产品质量和溯源能力。
在航空航天领域，激光制造技术也发挥着重要作用。
航空航天器结构通常要求轻、强、刚性好，而通过激光焊接、激光切割和激光打孔等技术可以制造出形状复杂、高质量的航空航天器部件。
激光金属沉积技术可以用于修复和加固航空发动机叶片等关键部件，在提高航空器安全性的同时也降低了维修成本。
在电子产品制造领域，激光制造技术也被广泛应用。
激光切割技术可以用于切割手机屏幕、平板电脑和电视屏幕等薄膜材料，具有高效率和高精度的特点。
激光焊接技术可以用于连接电子元器件，不仅提高了连接质量，还可以在不破坏其他元器件的情况下实现无接触连接。
此外，激光打标技术可以用于电子产品的标识和唯一编码，提高了产品的溯源能力和防伪能力。
展望未来，激光制造技术仍有很大的发展潜力。
随着激光技术的不断进步和降低成本，激光加工设备的普及将越来越广泛，应用也将进一步扩大。
例如，在医疗领域，激光制造技术可以用于制造医疗器械和人工器官，为医疗行业的发展提供更多的可能性。
在能源领域，激光制造技术可以用于制造太阳能电池板和核能设备等，为可再生能源和清洁能源的发展做出贡献。
总的来说，激光制造技术在各个领域的应用现状非常广泛，并且展望未来仍具有巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和创新，激光制造技术将为各个行业带来更多的机会和挑战，成为推动产业升级和经济发展的重要力量。
激光发展现状有哪些
激光发展现状有哪些
激光发展现状：
1. 技术领域的不断突破：激光技术在各个领域取得了显著进展，例如激光医疗、激光通信、激光加工等。
2. 激光在医疗领域的应用：激光技术在诊断和治疗方面的应用越来越广泛，如激光手术、激光美容等。
3. 激光通信的发展：激光通信作为一种高速、高带宽的通信方式，正在逐渐取代传统的无线和有线通信技术。
4. 激光加工技术的进步：激光加工技术在工业生产中的应用越来越普遍，可以实现精细加工和高效生产。
5. 激光在科学研究中的作用：激光器作为科研领域的重要工具，广泛应用于物理、化学、生物学等领域的实验和测量中。
6. 激光在环境保护中的应用：激光技术可以有效地用于大气污染监测、水质检测等环境监测领域。
7. 激光安全性的研究和规范：随着激光技术的快速发展，激光安全性问题日益凸显，对激光器的使用和操作进行规范已成为重要议题。
8. 激光在军事领域的应用：激光技术在军事领域的应用越来越广泛，如导弹制导、雷达干扰等。
请注意，以上内容仅供参考，具体内容需根据实际情况进行撰写。
激光增材制造技术的研究现状及发展趋势
激光增材制造技术的研究现状及发展趋势一、本文概述激光增材制造技术，也称为激光3D打印或激光粉末床熔化（LPBF），是一种先进的增材制造技术，它利用高能激光束熔化粉末材料，逐层堆积形成三维实体。
由于其在材料利用率、制造精度和复杂结构制造能力等方面的独特优势，激光增材制造技术正受到全球科研界和工业界的广泛关注。
本文旨在深入探讨激光增材制造技术的当前研究现状，包括其基本原理、主要应用领域、关键技术和挑战等，并展望其未来的发展趋势。
通过对国内外相关文献的综述和案例分析，本文期望为激光增材制造技术的发展提供有价值的参考和启示。
二、激光增材制造技术研究现状激光增材制造（LAM，Laser Additive Manufacturing）技术，作为增材制造（AM，Additive Manufacturing）领域的一种重要技术手段，近年来在全球范围内受到了广泛的关注和研究。
该技术利用高能激光束作为热源，将粉末或丝状材料逐层熔化并堆积，从而构建出具有特定形状和性能的三维实体。
材料体系日益丰富：随着材料科学的进步，可用于激光增材制造的材料已经从最初的金属粉末扩展到了陶瓷、高分子材料以及复合材料等多元化体系。
这为激光增材制造技术在不同行业的应用提供了更多的可能性。
设备工艺持续优化：激光增材制造设备的精度和稳定性直接关系到最终产品的质量和性能。
目前，研究者们正致力于优化激光束的控制系统、粉末输送装置以及环境控制系统等关键部件，以提高设备的整体性能。
过程监控与质量控制：随着制造过程复杂性的增加，对制造过程中的监控和质量控制提出了更高的要求。
目前，研究者们正尝试将人工智能、机器学习等先进技术引入激光增材制造过程中，以实现对制造过程的实时监控和智能调控。
应用领域不断拓展：激光增材制造技术以其独特的优势，在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域得到了广泛的应用。
随着技术的不断进步，其应用领域还将进一步扩大。
绿色环保与可持续发展：随着全球对环境保护意识的提高，激光增材制造技术作为一种近净成形技术，具有减少材料浪费、降低能源消耗等绿色环保特点。
激光技术的现状及发展前景论文
激光切割技术的现状与发展班级：13光信1 姓名：邱丽芬学号：1311122107{摘要}：介绍了我国国内激光切割设备的现状和激光切割技术的发展前景，简要介绍激光切割原理，提出了该技术的发展目标及需要解决的问题。
{关键词}：激光切割设备国内市场激光切割机现状发展前景引言近年来，激光切割加工技术发展很快，国际上每年都以20%～30%的速度增长。
我国1985 年以来，更以每年25 %以上的速度增长。
由于我国激光工业基础较差，激光加工技术的应用尚不普遍，激光加工整体水平与先进国家相比仍有较大差距，相信随着激光加工技术的不断进步，这些障碍和不足会得到解决。
激光切割技术必将成为21 世纪不可缺少的重要的钣金加工手段。
激光切割加工广阔的应用市场，加上现代科学技术的迅猛发展，使得国内外科技工作者对激光切割加工技术进行不断探入的研究，推动着激光切割加工技术不断地向前发展。
一．我国激光切割设备与现状全球激光制造技术发展飞速，我国与国际激光技术水平的差距有所增大，高端的激光加工成套装备几乎全部依赖进口，致使国外激光制造装备在我国市场的占有率高达70％。
预计未来10年内，我国对这些高性能激光切割系统的市场需求量将达到100亿元。
如此迫切和巨大的市场需求反应出激光加工的手段已经覆盖到国民经济各个重要领域，同时也影响着国防、航空航天等关键技术的突破，我们不仅仅是解决目前国内该产品的空白，同时也旨在解决激光加工领域多层面技术核心问题，如激光数控、激光机床新型结构、高质量激光加工的技术瓶颈等。
从中小功率激光切割设备取代传统加工工艺的优势来分析，与传统刀具机床设备相比，激光设备采用无接触的热加工方式，具有极高的能量聚集性、光斑细小、热扩散区少、个性化加工、加工品质高、无“刀具”磨损等优势，激光切口光滑无飞边，一些柔性材料自动收口，无变形，加工图形可通过计算机随意设计和输出，无需繁杂的刀模设计和制作。
激光加工不仅提高了效率（某些情况下，激光切割较传统切割方式可提高效率8-20倍，微调薄膜电阻可提高工效1000倍），柔性加工除节省了材料，创造新工艺，提高了产品质量，赋予产品更高的附加值外，设备本身的性价比也远高于传统刀具机床（以激光裁床为例，其价格是传统裁床的1/10左右，而加工效率与传统裁床相近）。
金属激光3D打印过程数值模拟应用及研究现状
材料工程Journal of Materials Engineering第4 9卷 第4期2021年4月第52-62页Vol. 4 9 No. 4Apr. 2021 pp. 52―62金属激光3D 打印过程数值 模拟应用及研究现状Application and research status of numerical simulation of metallaser 3D printing process杨 鑫1，王 犇】，谷文萍2,张兆洋】，刘世锋3,武 涛1(1西安理工大学材料科学与工程学院，西安710048；2长安大学材料科学与工程学院，西安710061 ；3西安建筑科技大学冶金学院，西安710055) YANG Xin 1, WANG Ben 1 ,GU Wen-ping 2 , ZHANG Zhao-yang 1 , LIU Shi-feng 3 ,WU Tao 1(1 Department, of Materials Science and Engineering ,Xi ?an University ofTechnology, Xi an 71 0048, China ； 2 Department, of Materials Scienceand Engineering , Chang ? an University , Xi ? an 710061 , China ;3 School of Metallurgical and Engineering ,Xi ?an Universityof Architecture & Technology, Xi an 71 0055, China)摘要：数值模拟可以高效、有针对性地对金属激光选区熔化成型过程中的温度场、熔池形状、残余应力和变形、凝固过程 微观组织演变等过程建立相应的模型并对成形件的相关性能做出准确预测，为工艺优化提供科学的依据，显著降低工艺开发成本和缩短工艺开发周期，有力推动金属增材制造向工业级应用的转变。
激光科学与技术发展现状分析
激光科学与技术发展现状分析引言激光技术是一种应用广泛且卓越的科学技术，近年来在各个领域有了显著的发展。
本文将对激光科学与技术的现状进行分析，探讨其应用领域和未来发展趋势。
激光科学的应用领域工业制造激光在工业制造中被广泛应用。
激光切割、激光焊接和激光打标等技术，因其高精度和高效率的特点，被广泛应用于汽车制造、电子产品制造等领域，提高了生产效率和产品质量。
医疗保健激光在医疗保健中发挥着重要的作用。
激光手术技术具有创伤小、恢复快的优点，被广泛应用于眼科手术、皮肤整形和体表肿瘤的治疗等方面。
此外，激光还可以用于医学影像的诊断和治疗，为医疗保健提供了更多的选择。
通信与信息处理激光与光纤技术的结合，推动了光纤通信的迅速发展。
激光器是光纤通信中的重要组成部分，其高速、大容量的传输特性为信息处理和网络通信提供了更好的解决方案。
此外，激光还可以用于高速光纤通信中的数据传输与交换。
科学研究激光科学对于科学研究具有重要的意义。
激光的高能量、高稳定性和短脉冲特性，使其在物理、化学、生物等领域的实验研究中起到重要的作用。
激光技术的不断发展也推动了科学研究的进展。
激光技术的发展趋势光子学与纳米科技的结合随着科技的进步，纳米科技与光子学的结合将会带来更多的应用领域。
纳米材料与激光技术相结合可以实现对物质微观结构和特性的精确控制，从而开拓更多的科学研究和工业应用领域。
高能激光技术的发展高能激光技术是当前的研究热点之一。
高能激光器可以产生高功率和超短脉冲的激光，用于核聚变、粒子加速等领域的研究。
高能激光技术的发展将极大地推动相关领域的发展和应用。
激光技术在生命科学中的应用生命科学对激光技术的需求越来越多。
激光在生命科学中可以用于细胞成像、蛋白质分析和基因测序等方面，为生命科学的研究提供了重要的工具。
可持续发展的激光技术可持续发展是当前社会的重要课题，激光技术也不例外。
随着对环境保护要求的提高，绿色激光技术逐渐受到关注。
绿色激光器具有低功耗、无污染和高效能等特点，将会在未来的发展中得到更广泛的应用。
激光加工技术的现状与发展趋势
激光加工技术的现状与发展趋势前言随着人们对高品质产品的需求日益增长，激光加工技术在现代制造业中的应用越来越广泛。
激光加工技术以其精准、高效、具有自动化特点，成为了重要的制造加工方式之一。
本文将从当前激光加工技术的现状出发，探讨激光加工技术的发展趋势，分析其存在的问题，并对未来的发展进行展望。
一、激光加工技术现状激光加工技术作为现代制造业中的关键技术之一，其应用场合十分广泛。
从金属材料的切割、焊接到非金属材料的打孔、雕刻等都选择了激光加工技术。
目前，国内的激光加工机床的制造和应用已经相对成熟，多种类型、多种功率的激光器得以应用于不同的领域。
同时，激光加工技术的产业链也日益完善，从光学元器件、激光器和加工机床到加工控制系统和加工条件的控制，在该领域的企业层出不穷。
尤其是近年来，随着智能制造的发展，激光加工技术也逐渐实现了自动化生产，减少了人工干预的程度，成为了重要的智能制造方式之一。
二、激光加工技术的发展趋势自从激光技术推出以来，经过几十年的发展，激光加工技术的应用已经面向很多领域，包括工业、医疗、科研等。
未来的激光加工技术将更加专业化和个性化。
在制造业领域内，工业激光加工技术将更加多元化。
未来的研发重点将集中于提高加工效率和降低成本，同时激光加工技术将逐步地发展为高速、精密、定制化、柔性化的加工方式，并逐渐实现与大数据、人工智能等技术的深度融合。
此外，飞秒激光加工技术、超短脉冲激光加工技术、激光3D打印技术和激光切割技术等在未来的发展上也将会有很大的突破。
一方面，将涉及到成像技术、自适应控制技术等一系列技术手段的研究。
另一方面，激光加工制造技术将在更广泛范围内发挥其作用，包括高分子材料、生物医疗、集成光电子系统等。
三、激光加工技术存在的问题在应用激光加工技术的过程中，一些问题仍然需要解决。
首先，激光加工技术的应用范围和技术标准尚未统一，不同厂家之间还存在着技术上的差异，因此激光加工技术的标准化显得非常重要。
数值模拟在材料加工中的应用研究
数值模拟在材料加工中的应用研究一、引言随着科技的飞速发展，数值模拟成为材料加工领域中不可或缺的一部分，成为实现产品质量提升、生产工艺优化、成本控制等目标的重要手段。
本文将从数值模拟的基本概念、材料加工中数值模拟的应用、以及数值模拟在材料加工中的未来发展等方面对数值模拟在材料加工中的应用进行探讨。
二、数值模拟的基本概念数值模拟是以计算机为基础，利用数学方法和计算机技术对现实世界中复杂的物理现象进行模拟，以求得定量的近似解或最优解的方法。
数值模拟在早期应用于设计计算机芯片、航空飞行模拟、电力系统仿真等领域，而在近年来的材料加工领域得到了广泛应用。
三、材料加工中数值模拟的应用1.成型工艺模拟成型工艺是材料加工的关键环节，对于确保产品的质量、损耗率和生产时间等方面具有重要影响。
数值模拟可以通过有限元法、CFD等手段对成型工艺进行模拟，预测整个成型过程中的温度分布、应力分布等参数，为优化成型过程提供依据。
2.热处理过程模拟热处理是材料加工中的一个重要流程，能够改变材料的组织结构和性能。
数值模拟可以通过计算材料的本构模型和热力学模型，模拟热处理过程中的温度场、应力场等参数，可以量化分析材料的变形情况和热处理效果，并为制定合理的热处理方案提供数据支持。
3.激光加工、电火花加工等非传统加工工艺模拟传统的加工技术在一些材料上存在很大的局限性，而非传统加工技术（激光加工、电子束加工、电火花加工等）由于其高效、精密等特点，被广泛应用于各个领域。
数值模拟可以对非传统加工工艺中的温度分布、熔池形态、应力变化等进行分析、预测，为选择合适的加工参数和优化加工方案提供数据支持。
四、数值模拟在材料加工中的未来发展数值模拟在材料加工中的应用正面临着越来越多的挑战，如如何将数值模拟模型与实际生产过程进行深度融合，从而更好地现实虚拟并行；如何进一步提高数值模拟的分辨率，更精确地预测变形、熔池形态、纹路跳动等问题；如何将数值模拟与机器学习相结合，实现更高效、更智能的生产过程等。
激光技术的发展现状和未来趋势分析
激光技术的发展现状和未来趋势分析激光技术作为一项重要的现代科学技术，已经在各个领域得到广泛应用。
它以高度集中、高度定向、高度一致的光束为基础，具有独特的特点和广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步和创新，激光技术也在不断发展，不断引出新的研究方向和技术应用。
近年来，激光技术在工业制造领域的应用迅速发展。
激光切割、激光焊接、激光打标等技术的出现和成熟，极大地提高了工业制造的效率和质量。
激光技术可以实现对复杂材料的高精度切割，避免了传统切割方式带来的损耗和误差，大大提高了效率。
激光焊接技术可以实现对金属材料的无损焊接，消除了传统焊接方式产生的焊缝和气孔，提高了焊接质量。
激光打标技术可以实现对各种材料的非接触式标记，广泛应用于商品标识、二维码等方面。
随着激光技术在工业制造领域的不断推广，未来的发展前景将更加广阔。
同时，激光技术在医疗领域也有着广泛的应用。
激光手术技术可以在无创伤的情况下实现对病灶的准确切除，减轻患者的痛苦，提高术后恢复速度。
激光治疗技术可以用于眼科疾病的治疗，如近视、白内障等，手术安全性高，创伤小，恢复快。
激光美容技术可以用于皮肤抗衰老、祛斑、祛痣等方面，有效改善皮肤质量，提升美容效果。
此外，激光技术在医学检测、成像等方面也有广泛的应用。
未来，随着医疗技术的不断进步，激光技术在医疗领域的应用前景将更加广泛，为疾病的早期诊断和治疗提供更多可能性。
激光技术在通信领域的应用也日益重要。
激光通信技术可以实现高速、大容量的信号传输，提高通信速度和带宽。
激光雷达技术可以实现对目标的高分辨率探测与跟踪，广泛应用于测距、测速、导航等领域。
激光光纤技术可以实现长距离、高质量的光信号传输，广泛应用于光通信、光传感等方面。
未来，随着信息通信技术的不断发展，激光技术在通信领域的应用将更加广泛，为现代通信技术的进一步提升提供技术支撑。
虽然激光技术在各个领域的应用已经较为成熟，但仍然存在一些挑战和问题需要解决。
首先，激光技术的成本较高，限制了其在一些领域的推广应用。
我国激光加工技术发展的现状和前景
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化学反 应 冷 加 工 两 大类 ： 由于 加 工 速 度侠 和 精 度 很 窄 一 高 ，缩 短 了 新 产 品 的试 制 周 期 ，改 变 ｒ 品 种 中小 多
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批 量 产 品 的 工 艺结 构 ，所 以 降 低 了成 本 ，经 济 效 益 切 割 硬 脆 材 料 如 氮 化 硅 ， 还 能 方 便 准 确 地 切 割 柔 软
线 、继 电器 、微机键 盘字 键等 均 已获得成 功 ；集成 电路 封 装 以 及 气 密 封 状 预 期 会 进 一 步 扩 大 采 用
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激光 加工 是 一 功 率 密度 达 到 ｌ ～ｌ Ｗ／ｆ２ 汽车顶 窗 等空 间曲线 的切 割技 术都 已获得 应用 。大 ０ ０ ｃｌ ５ Ｗ ０ 激 的高 能光 照 射到加 工物 体 的袭面 ，用 熔化 材料 或 众汽 车公 司用 ５ ０ Ｃ ２ 光器 切割形 状 复杂 的车 改变 物体 表 面性能 从而 达 到加 的 目的 ，属 于 非接 身薄 板及各 种 曲面件 ，经 过 不断改进 工艺 ，切割 质 触无 惰性 的加工 ，一般 可分 为激 光热 加工 和激 光光 量 不断提 高 ，精度高 、切 ｎ清洁无熔 屑 、热影 响 区
激光加工技术的发展现状
激光加工技术的发展现状
激光加工技术是以激光为加工源，进行加工加工的技术。
随着科技的不断发展与进步，激光加工技术得到了广泛的应用，其在制造业、光电子、IT等领域也得到了广泛的应用。
作为一种高精度、高效率、高可靠性的加工技术，激光加工技术的发展现状备受关注。
一、激光加工技术的发展历程
激光加工技术自应用于工业领域以来，经历了长达几十年的漫长历程。
在1970年代初期，激光加工技术开始成为工业界关注的热门话题。
然而，当时市场对激光加工技术并不太看好，普及程度也很低。
20世纪80年代中期，激光加工技术开始迅速发展，开始在工业领域大量应用，更多的制造商也开始采用激光加工技术为其产品赋予高附加值。
二、激光加工技术的发展现状
在激光加工技术的发展中，尤其是在国家的政策支持下，其应用范围得到了极大地扩展。
如今，激光加工技术不仅常规应用于
钢材、铝合金、塑料等传统加工领域，还被广泛应用于半导体、光电子、精密仪器等领域。
随着新材料不断涌现，激光加工技术也不断迭代升级，其应用领域和应用范围得到了进一步的扩展。
在医疗、航空航天、原子能等领域，激光加工技术也得到了广泛应用，成为一种重要的加工手段和技术。
三、未来展望及展望
随着世界各地科技工作者的不断追求，激光加工技术也在不断发展。
未来，随着科技的发展和工业领域的需求，激光加工技术将会开展更多的应用。
同时，激光加工技术将会拓展更广阔的应用领域，为人类带来更加便捷的生活和更为高效的生产方式。
数值模拟在激光选区熔化中的应用及研究现状
数值模拟在激光选区熔化中的应用及研究现状梁祖磊;孙中刚;张少驰;常辉【摘要】激光选区熔化(SLM)是采用高能激光将金属粉末逐层熔化堆积形成零件的增材制造技术,因SLM过程中熔池的加热冷却速度快,缺陷、应力和微观组织形成机理分析困难,数值模拟可展现SLM过程的细节,对于理解激光选区熔化现象和指导生产实践有重要意义.目前激光选区熔化数值模拟存在多种方法,本文将致力于系统综述激光选区熔化的基本特点,介绍几种常用的建模方法和研究现状并讨论SLM数值模拟的发展趋势.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2018(061)022【总页数】6页(P87-91,97)【关键词】增材制造;激光选区熔化(SLM);数值模拟;熔池;热源模型【作者】梁祖磊;孙中刚;张少驰;常辉【作者单位】南京工业大学先进材料研究院,南京210009;南京工业大学先进材料研究院,南京210009;南京工业大学先进材料研究院,南京210009;南京工业大学先进材料研究院,南京210009【正文语种】中文近年来，增材制造技术迅速发展，金属增材制造技术已经成为航空航天、汽车及生物医疗等领域的高效制造方法，为工业产品的研发和制造提供了新的思路[1]。
增材制造是依据三维模型数据将材料层层堆积建造零件实体的技术，相对于传统的模具制造、切削加工等“减材制造”，可以自由的制造复杂零件以及利用难加工金属[2]。
激光选区熔化技术（Selective Laser Melting，SLM）过程如图1[3]所示，激光能量在平面上服从高斯分布，金属粉末在激光的短暂辐照下吸收能量并快速熔化形成熔池，熔融金属在激光离开后快速凝固[3]。
激光和粉末的相互作用发生在微观尺度且作用时间极短，目前的仪器水平难以对SLM过程进行监测，且现有试验以成本高、效率低的试错法为主。
SLM数值模拟具有成本低、效率高和数据量大等优点，能够清晰直观地展现SLM过程的关键细节，可预测试验的效果，缩减试验变量范围和减少试验成本，是研究SLM现象和机理的主要方法之一。
激光技术的应用现状和未来
激光技术的应用现状和未来激光技术是一种应用极广的高新技术，它具有高度聚焦、高功率、高速度、高精度、高稳定性等优点。
激光技术不仅在国防、军事、安全等领域发挥着巨大作用，而且在工业制造、医疗卫生、环境保护、文化传承等方面的应用也正日渐广泛。
一、工业制造方面激光加工是一种精细加工方法，具有高速、高精度、无损伤等特点。
激光在工业制造中可以应用于精密切割、微细雕刻、熔化修补、激光成形、快速成型等多个领域。
工业激光加工技术已经广泛应用于航空航天、汽车制造、电子制造、金属加工等行业。
二、医疗卫生方面激光技术在医疗卫生领域的应用也日渐广泛。
激光治疗可以促进组织的愈合和修复，提高治疗效果，而且侵入性小，不会产生创口和疤痕。
比如激光切割、凝固等手术在泌尿科、口腔科、眼科等领域已经被广泛应用。
另外，激光技术也可以在皮肤美容和医学美容方面得到应用。
三、环境保护方面激光技术在环境保护领域也得到了广泛应用。
激光遥感技术可以应用于水文测量、气象观测、植被调查、地貌测量等多个领域，可以提高环境监测的精度和效率。
另外，激光光解技术也可以应用于废物处理和危险品处理，实现清洁生产。
四、文化传承方面激光技术在文化传承领域也得到了广泛应用。
比如激光全息术可以制作出逼真的全息照片，可以用于文物保管和艺术作品制作。
另外，激光成像技术可以应用于数字化文物保护、数字化档案保管、数字化文献馆建设等领域，有助于促进文化遗产的保护和传承。
未来，激光技术还将继续发挥作用，推动科技创新和产业升级。
比如，在3D打印领域，激光成形技术可以实现高精度、高效率的快速成型。
在新能源领域，太阳能电池中应用的激光刻蚀技术可以提高太阳能电池的光电转换效率。
另外，激光雷达技术、激光水平仪技术等也将在测量、导航和地质探测等领域得到进一步应用。
激光技术的不断创新和进步，将带动技术的应用和经济的发展。
当然，激光技术的应用也需要注意生态环境和人类健康的影响，避免激光污染和激光辐射的危害。
激光加工技术的现状及国内外发展趋势
激光加工技术的现状及国内外发展趋势目前，激光加工技术在国内外都得到了快速发展。
在国内，激光加工领域的研究和应用逐渐增多，涉及的领域包括电子、汽车、航天航空、医疗器械等。
随着高新技术的不断推广和应用，激光加工技术也在向多领域、高价值的方向发展。
在国外，激光加工技术早已发展到一定程度，拥有许多成熟的应用案例。
尤其是在汽车工业和航空航天领域，激光切割和激光焊接等技术已经得到广泛应用。
同时，一些发达国家也对激光加工技术进行了深入研究，投入大量资金用于激光加工设备的研发和创新。
随着激光加工技术的不断发展，国内外的发展趋势也逐渐清晰。
首先，激光加工技术将实现高速化和高精度化。
通过提高激光功率、优化激光光束质量和加工参数等手段，实现激光加工速度的提升和加工精度的提高。
其次，激光加工技术将越来越多地应用于大型工件和复杂结构的加工。
通过引入机器人、自动化设备和在线测量系统等，解决大型工件加工难题，提高生产效率和质量。
同时，激光加工技术也将拓展到新材料和特殊材料的加工领域，如复合材料、高温合金等。
最后，激光加工技术将更加注重绿色环保和能源节约。
通过改进激光加工工艺，提高能源利用率和降低废料产生，实现绿色环保的加工方式。
在国内，政府将进一步加大对激光加工技术的支持力度，加大对激光科研机构的投入和培养激光加工人才的力度。
同时，国内一些大型企业也会加大对激光加工设备的研发和引进力度，提高自主创新能力。
国外方面，一些发达国家将加强对激光加工技术的研究和应用，进一步提高激光加工设备的性能和质量。
总的来说，激光加工技术在国内外都有着广阔的发展前景。
未来，激光加工技术将继续向高速、高精度、多功能的方向发展，为各个行业提供更加高效、绿色、智能的加工解决方案。
激光检测技术研究现状与发展趋势
激光检测技术研究现状与发展趋势提要：激光检测学科发展现状在光电检测领域，利用光的干涉、衍射和散射进行检测已经有很长的历史。
由泰曼干涉仪到莫尔条纹，然后到散斑，再到全息干涉，出现了一个个干涉场，物理量（如位移、温度、压力、速度、折射率等）的测量不再需要单独测量，而是整个物理量场一起进行测量。
自从激光出现以后，电子学领域的许多探测方法（如外差、相关、取样平均、光子计数等）被引入，使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。
用激光检测关键技术(激光干涉测量技术、激光共焦测量技术、激光三角测量技术)实现的激光干涉仪、激光位移传感器等，可以完成纳米级非接触测量。
可以说，超精密加工技术将随着高精密激光检测技术的发展而发展；在此基础上，提出了激光测量需解决的关键技术及今后的发展方向。
1.测量原理1.1激光测距原理先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。
经目标反射后激光向各方向散射。
部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。
雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。
记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。
1.2激光测位移原理激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。
根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。
2.激光测量系统的应用激光功率和能量是描述激光特性的两个基本参数，激光功率计和能量计是最常用的两类激光测量仪器。
随着激光技术的不断发展，对激光测试技术和测量仪器提出了更高要求。
由于调Q和锁模激光的出现和应用，要求测量的激光功率已从毫瓦、瓦、千瓦、兆瓦直到千兆瓦以上。
激光能量也从毫焦尔逐渐跨过千焦尔。
脉冲激光的持续时间也由毫秒、微秒、毫微秒、而缩短至微微秒量级。
激光熔覆温度场数值模拟的研究现状及发展
数
字 化 园 地
激光熔覆温度 场数值模拟 的研 究现状 及发展
激光熔覆 温度场 的数值模拟是研 究熔覆层工 艺质 量的基 础 。模拟技术 的发展有赖 于数 学模型 、物 理参数 的确定 、验 证计 算结果 的检 测方 法及计算 机能力 ４ 个方面 。建 立一个真三维 传热 、传质模型是 未来 激光辐照条件下熔 池数值 模拟发展 的关键 ，运用 通用有 限元软 件进行激光熔覆温 度场 的计算机模拟将成 为激光熔覆技术领域 的研 究热
池 内存 在传 热 、传 质 、对 流及 气 一 液 光 加 热 热源 的特 殊 性 ；二 是被 加热 熔 池 一 混合 熔 池 的变 化 过程 ，并 且 界 面冶 金 反应 和 固． 液界 面扩 散 等现 工 件 材料 的特 殊 性 。现 今 在 激 光熔 复 合 涂层 的厚 度 对 其 熔 化 次序 将 产
．
数
字
园 地
模拟 的可靠性 。
学 物 理模 型 不 仅 完 成 了熔 池 内传 过 程产 生 不 便 。 基 于有 限 元 的 离散
１２ 数学模型概 述 ．
热 、 传质 的计 算 机 二维 、三 维 数 值 思 想 ，通 常 采 用 小步 间歇 跳 跃式 移
在 熔 池 中既 有 分 子 扩散 引起 的 模 拟 ，而 且 还 针 对 激 光辐 照工 艺 参 动热源来模 拟激光 束的连续 扫描 。 能量 迁移 ． 热 ，又 有对 流 引起 的能 数 对 熔 池 形 貌 、冷 却 速 度 、温 度 梯 １４ 热传导 方程及 边界条件 导 ．
条 件 下各 个 工艺 参 数 的 影 响及 其综 准 稳 态 流场 及 温 度 场 的 数值 模 型 ，
激 光 熔覆 工 艺 的特 点是 高功 率 合 作 用 效果 ，在 实 际应 用 中具 有很 用 于 分析 激 光辐 照 功 率 对 熔池 温 度 激 光 与 表 面 合 金 交 互 作 用 产 生 熔 重要 的意义 。 池 ，而 后快 速 自冷 凝 固形 成合 金覆 １１ 数值模 拟 的研 究现 状 ．
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激光焊接数值模拟技术研究现状摘要：介绍了激光焊接数值模拟技术在激光焊接温度场分析、激光焊接应力应变分析、激光焊接熔池流动场分析、激光焊接接头微观组织分析方面的研究现状, 并对激光焊接数值模拟技术在这几方面的模拟方法、原理及模型的建立进行了较为详细的介绍。
最后, 对我国焊接数值模拟技术的发展进行了展望。
关键词：激光焊接数值模拟温度场应力应变熔池模拟接头1.引言激光焊接是利用高能量的激光光束作为热源照射到材料表面从而使材料汽化、熔化并冷却结晶形成焊缝的一种先进焊接方法。
由于具有高能量密度，高效率，高精度，柔性好等优点，激光焊接受到了广泛的重视，并且已经应用到了航天航空，汽车制造等材料加工的领域。
随着激光焊接应用的增加，人们对激光焊接过程的研究也更加重视。
在计算机仿真技术应用于焊接学科之前，人们为了某些材料制定合适的激光焊接工艺，往往需要进行大量的实验，耗费大量的物力人力财力。
因此，建立激光焊接的数学模型并对激光焊接进行全过程的模拟仿真，对于预测焊接结果，实现激光焊接工艺参数预选和优化，减少工艺试验次数，甚至控制激光焊接过程，防止出现焊接缺陷都具有十分重要的意义。
2.焊接数值模拟发展历史焊接过程的数值模拟研究由来已久。
70年代，有限元法逐渐在焊接温度场分析计算中使用。
1975年，加拿大的Poley和Hibbert提出利用有限元法研究焊接温度场，并编制了简单的温度场计算程序。
1976年，Krutz在博士论文中专门研究了利用焊接温度场预测接头强度的问题[1]。
随着80年代末90年代初，热弹塑性计算理论的逐步完善，焊接应力应变的数值模拟也逐渐发展起来并日益成熟。
同时，计算机技术的发展也为焊接数值模拟提供了更有力的支持，使人们能够进一步对激光焊接的接头组织，熔池流动等进行更深入的数值模拟研究。
3.激光焊接温度场数值模拟焊接过程中会产生温度场, 对其数值模拟的研究已广泛应用到焊接领域。
焊接构件时会出现很多情况, 例如裂纹、凝固等。
对不均匀温度场的数值模拟, 可以更好地研究其产生的原因及对其他性能的影响。
3.1 数学模型的建立焊接时，焊件各点的温度会随着热源的移动和时间的变化而变化。
焊件上个点在瞬时的温度分布称为焊接温度场。
焊接过程属于动态热传导过程，因此对于该过程的研究，重点是对焊缝处材料温度变化的规律，所以可以只考虑热传导而忽略对流等特殊状况对温度场进行计算。
作为三维热传导问题，其控制方程为：()()()x y z T T T T c k k k Q t x x y y z zρρ∂∂∂∂∂∂∂=+++∂∂∂∂∂∂∂ （2-1） ------------------t------------------------------------T------------------Q-----------------,,---------x y z c k k k ρ焊接材料的比热容时间材料密度温度场场变量物体内部热源密度材料沿物体三个主方向的导热系数对于上述方程，通过给定温度场的边界条件，利用有限元法对结构进行离散，建立有限元模型，求得有限元方程，然后进行求解。
对于瞬态热传导问题，在能量守恒理论的基础上，瞬态的有限元求解方程可以表示为：dT C KT P dt+= （2-2） -----------------------------------------------------C K P T 热容矩阵热传导矩阵温度载荷列阵节点温度列阵这是一组以时间t 为独立变量的线性常微分方程组，通过引入初值，对其求解可以得到相应的温度场计算结果。
3.2 热源模型的选取20世纪70年代以来,上田幸雄等人提出了考虑材料力学性能与温度有关的2维和3维焊接热弹塑性有限单元法，并发展成为一门新的学科“计算焊接力学”。
他们对多道焊、角焊和圆周型压力容器焊接的残余应力和变形进行了3维热弹塑性有限元分析，并得出了满意的结论。
此后，他们又发展了以固有应变作参数的2维和3维焊接残余应力的预测和测量方法，并且利用固有应变法分析T形、工字形焊接截面及平板多道焊焊接接头的残余应力。
在70年代中期，用有限元建立计算二维温度场的模型得以实现，为以后的温度场模拟技术奠定的基础。
在90年代，Lelingdren和Lkarlsson采用了壳单元对平板对接焊缝和薄壁管道环焊缝的残余应力进行研究，Bachorski等提出了收缩体积法的焊接变形有限元预测理论。
20世纪90年代以来，人们开始用连续统力学的理论研究焊接问题，这样就为焊接过程数值模拟建立统一的模型。
4.2 存在的若干问题焊接过程的应力与变形数值模拟虽然取得了很大进展，但是由于焊接工艺的复杂性，该项技术仍然存在很多问题。
首先在理论研究等基础性工作方面还需要进行大量的工作，例如建立科学而精确地物理模型等。
其次相应的检测技术和实验条件也有待提升。
下面简单论述焊接应力与变形数值模拟存在的主要几个问题。
1.材料热物性参数数据较少焊接过程是一个复杂的热弹塑性变化过程，温度变化区间大，材料组织性能变化大。
因此，在进行焊接应力与变形数值模拟的时候，往往需要获取各温度区间的材料物性参数，实现有限元模型的精确计算。
当前，对于低温区间的材料参数已经获得了较多可靠的数据，但是对于高温区间的材料参数研究还比较少，在实际处理中我们只能采取近似的方法，使得模拟结果准确性有所降低。
同时，对于可能发生的相变，也需要考虑在模型之中。
相变对于金属应力与变形的影响是不能够被忽略的，当前模拟技术对于这方面的处理也有所欠缺。
最后，对于材料温度在熔点以上的部分，还需要加入流体力学的相关的处理方法。
2.边界条件的施加存在问题目前焊接应力与变形数值模拟对于边界条件的施加存在一些随意性。
主要体现在：位移边界条件的施加主要以固定的节点为主，而在具体的设定时主要的考虑是结构不出现刚体位移；对于焊接工装夹具的作用，也经常采用固定位移的方式来解决，即使采用接触的方式施加夹具的约束也并没有考虑夹具的弹塑性变形，而是将夹具设置为了刚体；散热系数的确定存在一定的随意性，一般都依据经验判断，缺少具体数据的支持。
3.大型焊接结构应力变形的模拟问题大型结构的焊接数值模拟涉及到结果的准确性与计算效率之间匹配的问题。
同时对于网格划分也提出了更高的要求。
另外，在对大型结构进行焊接问题的分析时，还涉及到材料填充的实现的问题，目前主流的方法是采取“生死单元法”，但是会使得网格在模拟过程中发生比较大的畸变，从而影响模拟结果。
4.包含焊接的连续加工过程数值模拟问题当前的技术水平对于准确的测量和拟合工件的应力仍然有困难。
不同模型之间数据的传递也存在问题，难以真正的切合实际情况。
对于连续加工问题的数值模拟实现当前仍然有较多问题有待解决。
5.激光焊接接头微观组织的数值模拟根据焊缝区和热影响区不同的物理转变机制，焊接接头微观组织模拟采用两种不同的方法分别再现焊接热作用下所发生的金属凝固结晶和晶粒长大过程。
焊缝金属在热源作用下依次经历熔化，形核，结晶，晶粒生长等过程，而焊缝热影响区组织主要发生晶粒长大，由此焊接过程微观组织模拟由焊接熔池区域液态金属凝固结晶过程既随后的晶粒长大过程和焊接热影响区晶粒粗化过程组成。
5.1 微观组织模拟中模拟晶粒生长的方法1.MC（Monte Carlo）方法该方法最初由Anderson等人提出。
其基本思路为：将二维或三维空间离散成一定数量的网格，网格中每个点格代表一个微单元，每个单元赋值一个随机数代表其晶粒取向，晶界存在于不同晶粒取向微单元之间，两个不同取向为单元之间被定义为一个晶界段。
模型中的晶粒长大过程仅仅依赖于MC网格系统，与材料性能及热循环无关。
图2 MC模拟微观组织形貌图形示意图2.元胞自动机方法（CA）CA法最早是由Von Neumann和Ulam作为一种可能的理想模型而提出的 , 是物理体系的一种理想化, 可以说是一种建立模型的基本方法。
元胞自动机在刚刚提出的时候并未引起人们的足够重视, 直到SWolfram较为详细地给出了元胞自动机的一些数学理论基础, 才激发了人们对它的研究。
Guillemot将CA模型与有限元(FE)模型结合, 建立了一个模拟晶粒生长过程的宏观偏析模型, 模拟晶粒在无过冷时的生长情况。
在我国, 夏维国通过研究二维晶粒的生长动力学曲线,并分析对其生长的影响, 利用CA模型模拟了晶粒的成长过程。
CA法已经普遍应用于相变微观组织的转变过程中, 并得到了很好的效果。
3.相场方法相场方法是以金兹堡-朗道理论为基础，用微分方程来体现扩散，有序化势和热力学驱动的综合作用，其主要特点是引入相场变量来表示系统在空间/时间上每个位置的物理状态。
相场方法可以描述平衡状态下新相与母相界面以及固液界面处复杂的生长过程。
相场法需要求解复杂的相场方程，对计算机的性能要求较高，在目前研究中，多晶生长模拟方面有待继续完善。
6.激光焊接熔池模拟6.1 激光焊接熔池数学模型假设焊接熔池金属液为层流流动状态，且为不可压缩牛顿流体；熔池自由表面为平面。
熔池数学模型的控制方程为在通用流体运动方程中，材料随焊接热源移动的坐标系相对于模型坐标系是移动的，要计算出热源周围的速度场分布，需要完成坐标系的转换。
图3 焊接模型6.2 CFD的一般求解过程1.建立控制方程。
2.确定计算边界条件和初始条件。
3.将模型进行网格划分。
4.建立离散方程。
5.离散初始条件和边界条件。
6.给定求解控制参数，求解离散方程。
7.判断解得收敛性，根据需要显示和输出计算结果。
7.总结20多年来, 激光焊接数值模拟技术在焊接温度场分析，焊接应力应变分析，焊接接头微观组织分析，焊接熔池行为等方面取得了越来越广泛的应用。
把物理模拟和测试技术的配合使用, 提高数值模拟的精度和速度, 加强激光焊接数值模拟基础理论及缺陷形成原理的研究,将成为今后激光焊接数值模拟技术的重点。
随着对焊接过程中各种现象的进一步深入了解以及计算机技术的快速发展, 激光焊接数值模拟技术及进一步发展的虚拟制造技术, 必将广泛地应用到激光焊接技术的研究及生产中, 从而极大地促进国民经济建设, 推动生产制造的科学化、现代化和自动化进程。
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