导读:本文包含了激光力学效应论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:激光,本构关系,热力破坏,烧蚀
激光力学效应论文文献综述
宋宏伟,黄晨光[1]（2016）在《激光辐照诱导的热与力学效应》一文中研究指出对激光辐照诱导的热与力学问题研究进展进行了综述,包括材料在高温、高升温速率下的本构关系,典型薄板和柱壳等结构在激光辐照下的热力破坏效应,多层材料体系的激光破坏行为等几个方面,并着重介绍了包含相变与烧蚀过程的激光破坏分析模型与机制研究,激光辐照效应的流–热–固耦合数值模拟方法,以及短脉冲激光引起的冲击与破坏机理等方面的研究新进展.(本文来源于《力学进展》期刊2016年00期）
左成亚[2]（2016）在《2A02铝合金激光诱导空泡力学效应及其强化机理的研究》一文中研究指出空化是在水利机械中普遍存在的一种流体运动,一般指液体内部局部压力降低时,液体或液固交界面上蒸汽或气体的空穴(空泡)的形成、发展和溃灭的过程。倘若空泡在固壁面附近,还会发生趋壁效应,在该过程伴随着冲击波和微射流现象。同时随着科技的进步,工业技术不断发展,激光技术已在各个领域上得到推广和应用。本文结合水利机械的空蚀成因,提出了在水环境中激光对靶材的强化技术,即激光空化强化技术。由于激光产生的空化泡具备良好的球对称性、容易控制和无机械形变等优点,正逐渐成为研究空化现象的重要工具。本文以提高材料的强度,延长其使用寿命为目的,对激光空化强化技术进行了理论和实验的研究。主要研究内容与研究成果如下:(1)研究了脉冲激光对水下靶材的力学效应。在与传统激光冲击强化技术比较的基础上,分析了水下激光诱导等离子体冲击波的形成和发展机理;研究了水下激光空化泡动力学理论,分析了水下激光空化泡的产生过程、脉动特性及其运动方程等;以2A02轻质铝合金为研究对象,探究了近壁面环境下激光空泡趋壁效应的动力学运动过程,主要包括近壁面激光空泡的脉动特性,近壁面激光空泡溃灭诱导的冲击波和射流。(2)搭建了实验平台,利用压电传感器探究了激光空化对水下靶材声压信号及其力学效应的影响。对比并讨论了不同入射方向的脉冲激光对水下靶材产生声压信号强弱及其表面形貌的影响,确定了合理的激光入射方向;根据声压信号与力学效应之间的换算关系,定性地计算出作用在靶材表面的冲击压力,并与靶材的屈服强度加以对比,得出靶材发生塑性变形,产生残余压应力的结论,验证了该强化技术的可行性和有效性。(3)对激光空化后的靶材进行了力学性能的测试,主要包括其残余应力、表面硬度、表面粗糙度及表面形貌等;讨论了在不同激光能量和离焦量H的作用下,靶材在强化前后力学性能的变化趋势,总结和分析了激光空化对靶材的强化规律。(本文来源于《江苏大学》期刊2016-04-01）
李川[3]（2016）在《双脉冲激光联合打孔中热学和力学效应的数值研究》一文中研究指出针对毫秒激光打孔中熔融物残留在孔内形成重铸层甚至导致小孔堵塞的现象,本论文采用双脉冲激光联合打孔方法来促进熔融物质迁移。建立了毫秒激光与纳秒激光联合对铝材料打孔的数值模型,利用有限元法计算了激光参数对打孔过程中物质的迁移以及孔型的影响。对毫秒激光打孔过程深入研究是后续双脉冲激光打孔过程研究的基础。首先从数值模拟的角度研究了毫秒激光打孔初期铝材料发生固液相变的情况。得到了熔池内马兰戈尼对流的速度场分布。为了探究合适的打孔用激光的光斑大小,研究了光斑半径对应的汽化阈值以及在汽化阈值时所形成的熔池的深宽比。结果表明,激光光斑半径越小,所对应的熔池的深宽比越大。毫秒激光打孔过程中,当铝板发生气液相变后,研究了以超过汽化阈值能量的毫秒激光打孔过程中,物质的迁移形式以及所形成的孔型。得到激光光斑半径为0.3mm时,不同激光能量辐照下的物质迁移形式：能量低于15J时,物质除蒸发外,有部分熔融物被挤出堆积于孔周围；当能量大于15J时,熔融物将产生强烈的喷溅,喷溅的速度约在8m/s量级。激光能量越高,喷溅物的喷溅速度越快。双脉冲激光联合打孔中,采用纳秒激光产生的等离子体冲击波来促进物质迁移。为了探究冲等离子体击波对于液体的迁移作用,分别从模拟与实验的角度对这个过程进行了研究。实验结果表明,小孔深度由0.5mm增加至3mm,小孔内水的质量迁移率由88.9%降低至26.2%。进一步的数值模拟结果表明,等离子体冲击波对于表面张力小的水作用后,水将以474m/s的速度喷出,而作用到表面张力较大的铝液表面时,所能产生的喷溅的速度降至180m/s左右。在等离子体冲击波对液体作用的研究基础上,将冲击波模型带入毫秒激光打孔过程中,对双脉冲激光打孔的过程进行了模拟。等离子体冲击波作用后,孔内将产生第二次强烈的喷溅,但由于被挤出的熔融物从孔底深处被喷出,喷溅的速度低于100m/s,喷溅的颗粒尺寸较小。对等离子体冲击波的加载时间进行分析,得到等离子体冲击波的加载时间越靠后,所得到小孔内的重铸层越薄。本论文研究结果有利于对双脉冲激光打孔过程中各种现象的机理的理解,也将促进双脉冲打孔在航空发动机叶片冷却孔的加工上的应用。(本文来源于《南京理工大学》期刊2016-01-01）
郭永升,孙霄川,羊茜,胡永祥[4]（2015）在《基于激光冲击动态力学效应的薄板变形特性与控制》一文中研究指出激光冲击成形技术用于微细薄板拉深成形,有望改善传统成形中的高昂模具费用及摩擦效应问题。采用纳秒高能短脉冲激光诱导冲击动态压力载荷,研究了激光能量密度在15.1~27.0 J/cm2范围内薄板工件的激光冲击动态拉深半模成形的变形量变化规律与成形极限,实验观察到了逆向形变的发生。分析结果表明表面逆向形变是工件在激光冲击载荷作用下撞击下模底面后反弹而产生的。进一步研究了激光能量密度对逆向形变的影响,提出了通过降低激光脉冲能量、由单脉冲到多脉冲作用的方法改善逆向回弹,有效实现了较高的模具贴合程度。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2015年08期）
李金凤[5]（2014）在《车用双相钢激光焊接接头力学行为的应变率效应研究》一文中研究指出当今汽车制造领域对于“车身轻量化”与“服役安全性”的要求不断提高,使得DP钢等为代表的先进高强度钢在车身构件上得到了广泛应用。激光焊接技术能够提高车身尺寸匹配精度和接头强度,实现异种及不等厚钢板的“先焊接后冲压成形”生产方式,在提高车身结构刚度和结构设计灵活性等方面均显示出巨大的优势,因此,正在逐步取代传统焊接,成为汽车制造中的重要焊接方式。焊接接头作为车身结构的重要组成部分,在汽车制造及碰撞过程中均要承受高应变速率的动态载荷作用(应变速率最高可达500～1000 s-1),因此,研究动态力学性能具有非常重要的现实意义。DP钢及其激光焊接接头的变形和断裂行为的应变率效应也必将决定焊接构件的服役可靠性,对于现代汽车车身中大量使用的DP钢结构部件服役安全性的保障尤为重要。本文针对汽车制造领域广泛应用的DP780钢板,利用Nd：YAG脉冲激光进行焊接,研究了激光焊接工艺参数对焊接接头质量的影响,以及应变速率对DP780钢母材及激光焊接接头拉伸变形行为和断裂机制的影响规律,以进一步揭示动态载荷下其力学性能改变的本质。激光焊接工艺研究结果表明,焊接速度、脉宽和电流等激光工艺参数对焊接接头表面形貌、几何尺寸、截面显微组织、硬度分布和力学性能影响很大。优化的焊接工艺参数范围是：焊接速度300～500 mm/min,脉宽8.6～9.4 ms,电流86～94 A。在此优化参数下可获得表面成形性好,无明显裂纹和气孔等缺陷的焊接质量良好的DP780钢焊接接头试样。高速拉伸试验结果表明,DP780钢母材和激光焊接接头的拉伸变形行为和拉伸性能均具有应变速率敏感性。DP780钢母材和焊接接头的拉伸性能随应变速率的变化规律基本一致,较母材相比,焊接接头拉伸性能的应变速率敏感性更为显着。随应变速率的增大,屈服强度和抗拉强度提高,而塑性先下降后上升,当应变速率达到500 s-1时塑性达到最大值,而后,随应变速率继续增大而再次下降。激光焊接会导致DP780钢塑性整体下降。随应变速率的增大,DP780钢激光焊接接头断裂位置距熔合中心线的距离显着降低,断裂位置由母材区转移至热影响区的软化区。对应变率效应的产生原因进行分析,结果表明,动态载荷下,DP780钢激光焊接接头不同区域内,组织的塑性变形行为应变速率依存性的差异,是焊接接头断裂位置表现出明显应变率效应的本质原因。DP780钢激光焊接接头拉伸变形过程中,宏观力学行为的应变速率敏感性主要取决于DP780钢母材在不同应变速率下变形行为及断裂机制的改变。(本文来源于《东北大学》期刊2014-07-01）
张朝阳,李中洋,王耀民,毛卫平[6]（2012）在《激光冲击效应下的力学电化学微细刻蚀加工》一文中研究指出在所构建的纳秒脉冲激光电化学加工系统中,利用激光辐照和脉冲电化学刻蚀复合的方法对铝合金进行了加工试验,研究了激光穿过溶液作用于物质时产生的力效应和电化学效应对加工质量的影响。试验结果表明:高能脉冲激光透过电解液辐照在工件表面时,激光在电解液中产生的冲击波力效应和射流冲击力效应会使工件发生弹性变形,从而改变电极电势,提高电流密度,加速了对工件的刻蚀。激光产生的力效应能够去除加工区的钝化层,使其发生电化学反应,而非加工区不发生反应,从而显着增强了电化学的定域蚀除能力。最后,利用力学电化学效应,在浓度为0.5mol/L的NaNO3溶液中实现了线宽140μm左右、深宽比较大的微细刻蚀加工,获得了较好的加工质量和成形精度。(本文来源于《光学精密工程》期刊2012年06期）
王夏,童杏林,纪涛,冷卓燕,朱小龙[7]（2011）在《激光冲击波力学效应的研究进展》一文中研究指出激光等离子体冲击波力学效应的研究对推动激光冲击强化处理、激光冲击成形、激光诱导核聚变和激光推进等高技术的发展具有重要的意义。(本文来源于《激光杂志》期刊2011年06期）
秦渊[8]（2011）在《毫秒激光与金属材料相互作用中的热学和力学效应研究》一文中研究指出毫秒激光与金属材料相互作用中将出现一系列的热学和力学效应。本文针对塑性屈服、熔融及小孔成形过程进行了理论计算、有限元模拟和实验研究。从实验和数值模拟两个方面研究了毫秒激光致金属材料产生塑性屈服的现象。在测量了薄铝板上反鼓包的成形过程的基础上,依据热传导理论及热弹塑性力学理论,用有限元法模拟了相关变形过程,通过比较实验和数值结果验证了数值算法的合理性。继而建立了毫秒激光与厚航空铝合金板相互作用的物理模型,用有限元法模拟了温度场和应力场的分布,得到了塑性屈服时间、范围以及残余应力的大小。并且将这几方面作为评判标准,比较了高斯型与顶帽型激光使厚铝合金板产生塑性屈服的过程。依据毫秒激光致金属厚板产生熔融相变情况,建立了半无限大轴对称模型。基于热传导理论及温度分布形式,得到了温度和熔融深度的解析解,并利用实验研究获得的熔池形貌验证了解析计算结果。进而讨论了熔融深度与作用激光脉宽及能量的关系,对深度先随脉宽增加然后又减小的现象进行了解释。提出了毫秒激光逆重力方向对厚铝板打孔的实验方法,并根据实验和温度解得到了小孔深度解析式。进而比较了激光顺打孔(顺重力方向)和逆打孔实验中熔融物的迁移质量、挂渣现象和小孔体积,讨论了重力对于物质迁移的作用。证明了逆打孔时激光能量更多的用于将材料加热至熔融,在重力辅助作用下,熔融物质更易迁移出孔,因而打孔效率更高。继而改变激光能量进行实验研究,发现大能量毫秒激光打孔较深,且算法需考虑离焦效应的影响。然后利用改进后的算法研究了毫秒激光对不同金属材料的打孔速率。针对激光打孔时光在小孔中传输的实际情况建立物理模型,分别采用物理光学法及光线追迹法研究了光束在小孔内多次反射过程,计算了小孔对入射光的总吸收率和吸收光强在小孔内的分布情况。通过比较计算结果得到结论：当孔口衍射作用明显或孔直径小于入射光波长时,光线追迹法将不再适用于计算小孔吸收,其中衍射的作用取决于偏振态、入射角度、光斑大小及小孔边缘处的相对光强。本文的研究结果可为进一步研究毫秒激光与金属相互作用中出现的温升、热应力、塑性屈服、熔融及小孔成形提供理论和实验研究依据,亦有助于毫秒激光在加工和军事中得到进一步的应用。(本文来源于《南京理工大学》期刊2011-09-01）
刘剑[9]（2011）在《毫秒级脉冲激光辐照脆性材料的热—力学效应》一文中研究指出本文从数值模拟和实验两方面对毫秒级脉冲激光静态辐照和动态扫描脆性材料过程中的温度场和应力场进行了分析,进而就毫秒级脉冲激光对脆性材料的损伤机理,扫描情况下的可控断裂过程,高温情况下脆性材料的塑性转变过程等方面进行了研究。基于固体热传导理论,建立了轴对称有限元计算模型,对毫秒级脉冲激光静态辐照单晶硅材料过程中的温度场和应力场进行了模拟分析。热应力场分布规律的分析结果显示激光辐照过程中最有可能在激光辐照区域周围首先出现沿径向发展的裂纹。根据不同能量密度的波长1064m毫秒级脉冲激光对单晶硅的损伤实验结果,结合热应力的数值模拟结果对损伤机理进行了分析,可知环向应力和径向应力的共同作用导致裂纹沿径向开裂后再趋向环向发展。建立了叁维有限元热弹计算模型,对毫秒级脉冲激光动态扫描脆性板状材料过程中的温度场和应力场进行了分析,并对材料边缘含有裂纹情况下的裂纹尖端的应力强度因子变化情况进行了模拟计算。计算结果表明,在激光加热区域前后位置存在两个拉应力区,裂纹尖端的应力集中现象诱发材料持续开裂并引导裂纹沿激光扫描方向扩展。类比于单脉冲激光辐照过程中应力场和温度场对称分布的规律,对双脉冲激光扫描含裂纹的单晶硅片过程中应力场的分布变化情况进行了模拟,并对不同激光光斑间距、不同激光功率情况下裂纹尖端的应力强度因子变化规律进行了分析。采用热弹塑计算模型,对脆性材料在激光辐照下的塑性转变过程进行了有限元计算模拟,分析了激光辐照过程中热膨胀和热软化对热应力的影响,并对塑性转变过程中的应力释放过程、塑性区域的发展过程进行了研究。结果显示,激光辐照过程中热软化使塑性区域不断扩大,由于温升变缓,过程中塑性区域的扩大速率随时间减小。本文的研究结果有助于加深对毫秒级脉冲激光辐照脆性材料过程中的温度场、应力场变化过程的理解,同时为脆性材料的抗激光损伤、激光切割、激光成形提供理论依据和实验支持。(本文来源于《南京理工大学》期刊2011-05-01）
袁红[10]（2011）在《激光烧蚀固体材料引起力学效应的数值模拟研究》一文中研究指出高强度激光照射固体靶材表面时,激光能量被靶表面的物质及附近的环境气体吸收,其中环境气体吸收激光能量后直接发生电离,形成等离子体；而固体的靶物质吸收激光能量后,局部升温、熔融、气化,直至电离,形成蒸气等离子体。激光照射靶材引起蒸气或等离子体的流体力学运动及其在凝聚态靶中的力学响应,构成了激光对靶的力学效应。激光烧蚀固体引起材料的力学效应有许多重要的应用,如激光冲击硬化、激光驱动高速飞片、激光推进、激光清除空间碎片、激光驱动准等熵、惯性约束聚变(ICF)、材料高压状态方程、高应变率下材料动态力学性能研究等。本文利用激光体烧蚀模型,根据流体力学理论并采用一维Lagrange有限差分的计算方法,对激光烧蚀固体材料引起力学效应进行了系统的数值模拟研究。本文首先简述了激光烧蚀固体引起材料的力学效应并综述了激光烧蚀固体材料引起力学效应的应用。接下来对激光辐照自由面靶引起的蒸气或等离子体的流体力学运动进行了描述,包括靶蒸汽的一维定常流动,激光烧蚀过程中低温蒸气的一维非定常流动及高温等离子体的一维不定常运动,激光维持的燃烧波和爆轰波,激光烧蚀压力,激光驱动冲击波压力等,这是激光烧蚀固体引起力学效应的理论基础。介绍了靶蒸气及等离子体对激光的吸收特性,建立了激光与固体靶相互作用的体吸收模型,并在SSS程序上增加了用于描述烧蚀靶对激光吸收物理过程的功能模块。利用改造的SSS程序首先对激光烧蚀单层自由靶的物理过程进行了数值模拟,计算给出的靶后表面速度历史与实验中线成像VISAR系统测量的结果基本符合。计算还给出了激光加载过程中等离子体和飞片各参数(温度、密度、速度、压力等)随时间以及空间的变化,其中不同时刻的剖面图较完整地反映了激光烧蚀单层自由靶的物理过程,数值计算获得的烧蚀压力与Phipps定标关系在数量级上相符合。对激光驱动飞片的物理过程进行了一系列的数值模拟,计算得到的烧蚀深度与实验结果符合较好。计算结果表明：在其他条件相同的情况下,随着激光能量增大,飞片的速度也相应提高；在相同激光功率密度条件下,飞片速度随飞片靶厚度的增大而减小。在此基础上,对影响飞片速度的关键因素进行了分析。介绍了采用自行研制的冲量摆对真空环境下激光烧蚀固体靶过程中冲量耦合系数Cm的实验测量,从实验结果可以看出Cm随光强先上升、后下降的趋势,这是等离子体状态下冲量耦合的特征。对真空条件下不同激光参数下气化物质对靶产生冲量的过程进行了数值模拟,所得的计算结果与实验结果、Phipps定标关系符合较好。对激光清除空间碎片的研究背景、研究进展及工作原理进行了简述。根据激光与靶的冲量耦合理论,结合现有激光技术的发展水平,通过对激光清除空间碎片物理过程的具体分析以及对其典型工况的估算,我们认为地基激光清除空间碎片在技术原理上是有可能实现的。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2011-04-01）
激光力学效应论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
空化是在水利机械中普遍存在的一种流体运动,一般指液体内部局部压力降低时,液体或液固交界面上蒸汽或气体的空穴(空泡)的形成、发展和溃灭的过程。倘若空泡在固壁面附近,还会发生趋壁效应,在该过程伴随着冲击波和微射流现象。同时随着科技的进步,工业技术不断发展,激光技术已在各个领域上得到推广和应用。本文结合水利机械的空蚀成因,提出了在水环境中激光对靶材的强化技术,即激光空化强化技术。由于激光产生的空化泡具备良好的球对称性、容易控制和无机械形变等优点,正逐渐成为研究空化现象的重要工具。本文以提高材料的强度,延长其使用寿命为目的,对激光空化强化技术进行了理论和实验的研究。主要研究内容与研究成果如下:(1)研究了脉冲激光对水下靶材的力学效应。在与传统激光冲击强化技术比较的基础上,分析了水下激光诱导等离子体冲击波的形成和发展机理;研究了水下激光空化泡动力学理论,分析了水下激光空化泡的产生过程、脉动特性及其运动方程等;以2A02轻质铝合金为研究对象,探究了近壁面环境下激光空泡趋壁效应的动力学运动过程,主要包括近壁面激光空泡的脉动特性,近壁面激光空泡溃灭诱导的冲击波和射流。(2)搭建了实验平台,利用压电传感器探究了激光空化对水下靶材声压信号及其力学效应的影响。对比并讨论了不同入射方向的脉冲激光对水下靶材产生声压信号强弱及其表面形貌的影响,确定了合理的激光入射方向;根据声压信号与力学效应之间的换算关系,定性地计算出作用在靶材表面的冲击压力,并与靶材的屈服强度加以对比,得出靶材发生塑性变形,产生残余压应力的结论,验证了该强化技术的可行性和有效性。(3)对激光空化后的靶材进行了力学性能的测试,主要包括其残余应力、表面硬度、表面粗糙度及表面形貌等;讨论了在不同激光能量和离焦量H的作用下,靶材在强化前后力学性能的变化趋势,总结和分析了激光空化对靶材的强化规律。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
激光力学效应论文参考文献
[1].宋宏伟,黄晨光.激光辐照诱导的热与力学效应[J].力学进展.2016
[2].左成亚.2A02铝合金激光诱导空泡力学效应及其强化机理的研究[D].江苏大学.2016
[3].李川.双脉冲激光联合打孔中热学和力学效应的数值研究[D].南京理工大学.2016
[4].郭永升,孙霄川,羊茜,胡永祥.基于激光冲击动态力学效应的薄板变形特性与控制[J].激光与光电子学进展.2015
[5].李金凤.车用双相钢激光焊接接头力学行为的应变率效应研究[D].东北大学.2014
[6].张朝阳,李中洋,王耀民,毛卫平.激光冲击效应下的力学电化学微细刻蚀加工[J].光学精密工程.2012
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[8].秦渊.毫秒激光与金属材料相互作用中的热学和力学效应研究[D].南京理工大学.2011
[9].刘剑.毫秒级脉冲激光辐照脆性材料的热—力学效应[D].南京理工大学.2011
[10].袁红.激光烧蚀固体材料引起力学效应的数值模拟研究[D].中国工程物理研究院.2011