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1、如未J戶夕l碩士學(xué)位論文薄膜材料在強(qiáng)激光輻照下的非傅里葉效應(yīng)分析AnalysisonNon--FourierEffectofThinFilmIrradiatedwithIntenseLaser作者:李凱導(dǎo)師:章梓茂教授黃海明教授北京交通大學(xué)2014年1月學(xué)位論文版權(quán)使用授黼.㈣燮本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,提供閱覽服務(wù),·并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后
2、適用本授權(quán)說(shuō)明)日導(dǎo)師虢名呵聾昏’簽字日期:力7夠年,/叮目中圖分類號(hào):0343.6;0532+.25UDC:536.2學(xué)校代碼:10004密級(jí):公開北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文薄膜材料在強(qiáng)激光輻照下的非傅里葉效應(yīng)分析AnalysisonNon—FourierEffectofThinfilmIrradiatedwithIntenseLaser作者姓名:李凱導(dǎo)師姓名:章梓茂,黃海明學(xué)位類別:工學(xué)學(xué)科專業(yè):結(jié)構(gòu)工程學(xué)號(hào):11121175職稱:教授學(xué)位級(jí)別:碩士研究方向:熱防護(hù)材料北京交通大學(xué)2014年1月致謝本論文的工作是在我的導(dǎo)師章梓茂教授和黃海明教授的悉心指導(dǎo)下完
3、成的,兩位導(dǎo)師在這兩年多的時(shí)光里給我的啟迪和影響,都是無(wú)比受用寶貴財(cái)富。師恩沐浴,終生難忘!章梓茂老師淵博的專業(yè)知識(shí),嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,精益求精的工作作風(fēng),誨人不倦的高尚師德,嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范,樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法,還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。黃海明老師不光以銳意的創(chuàng)新精神、謙和寬厚的風(fēng)范、科學(xué)的工作方法、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度影響著我,還在生活和學(xué)習(xí)都給與了我很大的幫助,在此向黃老師表示我最誠(chéng)摯的感謝。在論文撰寫期間,感謝土建樓523科研工作室的同仁們對(duì)我論文工作給出的修
4、正和建議,感謝張景輝、吉松、黃國(guó)師兄們的不吝指導(dǎo),王超、莫松、李瑋杰、胡雨漾、辛國(guó)權(quán)各位的熱情幫助,再次向他們表達(dá)我的感激之情。另外,同學(xué)的友誼也幫助我成長(zhǎng),給了我克服困難的信心。感謝舍友常憲剛、王華兩位同學(xué)在各個(gè)方面都給了我很多的幫助。還有劉蕓在我遇到困難時(shí)一直給予的支持和鼓勵(lì)。感謝我的朋友們,為緊張的科研生活帶來(lái)了溫馨和感動(dòng),和大家在一起的回憶是我寶貴的財(cái)富。最后,特別感謝我的父母和家人,他們對(duì)我生活上的支持和學(xué)業(yè)上的鼓勵(lì)為我免去了很多后顧之憂,使我能夠在學(xué)校專心完成學(xué)業(yè)。中文摘要激光技術(shù)已廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和國(guó)防軍事領(lǐng)域。激光輻照材料時(shí)的破壞機(jī)理,是
5、激光武器與防護(hù)設(shè)備研發(fā)的理論基礎(chǔ)?;趥鳠釋W(xué)理論,并將非傅里葉效應(yīng)考慮在內(nèi),研究了材料在強(qiáng)激光輻照下的熱響應(yīng)問(wèn)題。主要取得的成果如下:(1)運(yùn)用拉普拉斯變換,推導(dǎo)出了激光熱流分別作用在薄膜單側(cè)和兩側(cè)時(shí),材料溫度場(chǎng)的非傅里葉理論解析表達(dá)式。(2)利用Matlab進(jìn)行編程,對(duì)溫度場(chǎng)的解析表達(dá)式進(jìn)行數(shù)值分析,研究發(fā)現(xiàn)薄膜在受輻照時(shí),溫度隨時(shí)間的推移而升高。當(dāng)激光熱流按正弦函數(shù)規(guī)律變化時(shí),溫度隨時(shí)間也呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)性。在脈寬越小時(shí),溫度的波動(dòng)幅度較小,隨著脈寬的增大,溫度的波動(dòng)幅度也隨之增大,但并不改變最終溫度的幅值。材料弛豫時(shí)問(wèn)的變大,溫度場(chǎng)最終穩(wěn)定時(shí)呈現(xiàn)出的溫度
6、也隨弛豫時(shí)間的增大而增大。當(dāng)弛豫時(shí)間變化較大時(shí),阻尼會(huì)隨著弛豫時(shí)間的變大而有明顯的減小,此時(shí)溫度沿薄膜厚度方向會(huì)有波動(dòng)性,就可能產(chǎn)生熱共振的現(xiàn)象。此外,薄膜厚度對(duì)薄膜內(nèi)的溫度有明顯影響,厚度增加溫度幅值有明顯的減小。關(guān)鍵詞:激光輻照;薄膜;非傅里葉效應(yīng);解析表達(dá)式分類號(hào):0343.6;0532+.25I生立壅適太堂亟±堂僮詮塞△旦墨!R△£IABSTRACTABSTRACrl’:Thelasertechnologyhasbeenwidelyusedinfieldsofthehigh-techindustryandthemilitarydefense.Theme
7、chanismoflaser-irradiatedmaterialsisthefoundationoflaserweaponsandprotectiveequipmentsresearch.Onthebasisofheattransfertheory,andaccordingtothenon-Fourierthermalconductiontheory,thethermalresponseunderthehi曲energylaserirradiationhasbeenstudied.Themainresultsobtainedareasfollows:(1)T
8、heanalyticexpressio