激光与金属材料相互作用的热效应分析

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第３１卷第１期
２０１４年２月
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沈阳航空航天大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
简欣，徐让书，邵长浩，李骏
（沈阳航空航天大学航空航天工程学部（院），沈阳１１０１３６）
摘要：激光与金属材料相互作用的热效应是激光束辐照材料后发生的主要物理现象之一。激光加热使材料温度急剧上升，很快达到材料的熔点。通过使用商业ＣＦＤ软件ＦＬＵＥＮＴ数值模拟激光
辐照金属材料的相互作用，并在一定的假设和边界条件下得到金属材料未熔化之前温度场沿径向和轴向分布情况、气流最高温度的变化和位置的转移、氧化反应和对流换热对热效应的影响。
关键词：激光辐照；金属材料；温度场；数值模拟；热效应
中图分类号：ＴＮ２４１文献标志码：Ａ
ＶＯ１．３１Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．２０１４
｛材料工程｝
ｋ．．＋．．＋．．＋＋一
文章编号：２０９５—１２４８（２０１４）０１ —００３３— ０４
激光与金属材料相互作用的热效应分析
ＪＩＡＮＸｉｎ，ＸＵＲａｎｇ— ｓｈｕ，ＳＨＡＯＣｈａｎｇ— ｈａｏ，ＬＩＪｕｎ
（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１３６）
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—１２４８．２０１４．０１．００８
Ｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｅｃｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｌａｓｅｒａｎｄｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｌｅｃｔｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｌａｓｅｒａｎｄｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｈｙｓｉｃａｌｐｈｅｎｏｍｅｎａｗｈｅｎｈｅｔｌａｓｅｒｉｒｒａｄｉａｔｅｓｍｅｔａｌｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｌａｓｅｒ — ｉｎｄｕｃｅｄｈｅａｔｉｎｇｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｓｈａｒｐｔｅｍ— ｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｒｅｏｆｍｅｔａｌｓｕｒｆａｃｅ．ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｓｏｏｎｒｅａｃｈｍａｔｅｉａｒｌｍｅｌｔｉｎｇｐｏｉｎｔ．ＢｙｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＣＦＤＳＯｆｔｗａｒｅＦＬＵＥＮＴ，ｔｈｉｓＰａｐｅｒｅｘａｍｉｎｅｓｈｅｔｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｌａｓｅｒａｎｄｍｅｔａｌｍａｔｅｉａｒｌｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｉｇｈｔｓｐｏｔｒａｄｉｕｓａｎｄwk.baidu.com ｇｅｔｓｍｅｔａｌｍａｔｅｉａｒｌｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｅｆｌｄａｌｏｎｇｔｈｅｒａｄｉａｌａｎｄａｘｉａｌｂｅｆｏｒｅｍｅｌｔｉｎｇｕｎｄｅｒｃｅｒｔａｉｎａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｓａｎｄｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｎｄａｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｌｏｆｗａｎｄｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎ．ａｎｄｈｏｗｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｈｅａｔｔｒｎｓａｆｅｒｉｎｆ１ｕｅｎｃｅｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｅｃｔｓｉｓａｌｓｏｏｂｓｅｒｖｅｄ．