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《鋁青銅表面激光熔覆鎳基合金溫度場的數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、鋁青銅表面激光熔覆鎳基合金溫度場的數(shù)值模擬摘要激光熔覆是一種先進的表面改性加工方法，它是在被熔覆的基體上以不同的方式放置選擇的涂層材料，通過激光輻照使之和基體表面熔化，經(jīng)過快速凝固形成低稀釋度的表面涂層，從而改善材料的表面性能。這是一項發(fā)展非常迅猛且具有廣泛應(yīng)用前景的材料加工新技術(shù)。為此本文建立了二維激光熔覆熔池溫度場的數(shù)值模型，模型考慮了工件有限尺度、工件材料熱物理性質(zhì)的溫度依賴關(guān)系、激光處理參數(shù)以及對流換熱造成的表面熱損失，激光光斑處采用高斯熱源模型推導，利用能量平衡法，建立了均勻網(wǎng)格的有限差分方程。使用C++語言編寫材料表面激光熔覆過程中溫度場的計算程序，同時討論工藝參數(shù)對溫度場分布
2、的影響，得到如下結(jié)論：1．整個激光熔覆加工中的溫度場變化是由非穩(wěn)態(tài)到達穩(wěn)態(tài)的過程，激光光斑附近溫度梯度較大，遠離光斑處溫度梯度較小。2．當掃描速度確定時，隨著激光功率的增大，表面峰值溫度呈上升趨勢。3．隨著預(yù)熱溫度的增加，材料表面中心峰值溫度逐漸升高，熔池溫度呈線性上升關(guān)系。4．若激光光斑直徑增大而激光功率不變時，導致激光束的功率密度減小，從而能量不能集中于一點，表面溫度隨之下降。反之，光斑直徑變小，對光斑區(qū)域的加熱集中，溫度有上升趨勢，但光斑附近區(qū)域有未熔的現(xiàn)象。5．由溫度場分布圖顯示得知，為保證加工質(zhì)量，滿足熔覆要求，試驗應(yīng)采用由高到低的功率進行熔覆．關(guān)鍵詞：激光熔覆；數(shù)值模擬；溫度場
3、；有限差分法碩士畢業(yè)論文AbstractLasercladdingisanadvancedprocessingmethodofsurfacemodification，itistochoosethecoatingmaterialtolaserradiationandthesubstratesurfacemelting，rapidsolidificationaftertheformationoflow-dilutionofthesurfacecoatingtoimprovethesurfacepropertiesofmaterialsinthecladdingonthesubstratepla
4、cedindifferentways．Thisisaveryrapiddevelopmentandithasawiderangeofmaterialprocessingapplicationsofnewtechnologies．Inthispaper,two-dimensionallasercladdingbathtemperaturefieldnumericalmodel，themodeltakesintoaccountthelimitedscaleofworkpiece，workpiecematerialthermophysicalpropertiesofthetemperatured
5、ependenceoflaserprocessingparametersaswellastheconvectiveheattransfercausedbysurfaceheatloss，thedepartment’SapplicationoflaserspotGaussianheatsourcemodelisderived．Auniformgridfinitedifferenceequationisestablishedwiththeenergybalancemethod．TheC++languageisusedtopreparethecalculationprogramoftempera
6、turefieldintheprocessoflasercladdingonthesurface，whilediscussingprocessingparametersontheimpactoftemperaturedistribution，theresultsobtainedareasfollows：1．Thewholeprocessoflasercladdingoftemperaturechangesinthemarketbynon-steady-stateprocesstoreachsteady-state，laserspotnearalargertemperaturegradien
7、t，temperaturegradientawayfromthesmallerspot．2．Thesurfacepeaktemperaturerisedwiththelaserpowerincreasing，whenthescanningspeedisdetermined．3．Thesurfacetemperaturegraduallyincreasedandthecentralpeaktemperatureincrea
